Какую роль сыграли компьютерные сети в развитии асу
Обновлено: 04.07.2024
1. Ознакомьтесь с материалами презентации к параграфу, содержащейся в электронном приложении к учебнику. Что вы можете сказать о формах представления информации в презентации и в учебнике? Какими слайдами вы могли бы дополнить презентацию?
2. Как вы понимаете смысл фразы: «Возможность передачи знаний, информации — основа прогресса всего общества в целом и каждого человека в отдельности»?
Благодаря этой возможности каждый человек может получить знания в любой сфере и благодаря полученным знаниям, он сможет создать что-то новое.
4. Что такое компьютерная сеть?
Компьютерная сеть - это совокупность компьютеров и других устройств, соединенных линиями связи и обменивающихся информацией между собой с определенными правилами - протоколом.
5. Что такое канал связи? Как определяется пропускная способность канала связи?
6. Как устроена одноранговая локальная сеть?
Одноранговая локальная сеть – это ЛВС(локальная вычислительная сеть) равноправных компьютеров, каждый из которых имеет уникальное имя и, как правило, пароль для входа в него в момент загрузки ОС.
7. Как устроена локальная сеть с выделенным сервером?
В локальных сетях с выделенным сервером, сервер обеспечивает взаимодействия между рабочими станциями, выполняет функции хранения данных общего пользования, организует доступ к этим данным и передает данные клиенту.
8. Какого типа локальная сеть установлена в вашем компьютерном классе? Какие функции она выполняет?
Локальная сеть в вашем классе может быть одноранговой или с выделенным сервером.
Функции, которые выполняет локальная сеть:
- Объединение компьютеров в одном помещении или здании;
- Совместный доступ к ресурсам компьютеров;
- Совместный доступ подключенным к сети периферийным устройствам (принтер, сканер или сервер).
9. Какие сети называются глобальными? Приведите примеры таких сетей.
Глобальная компьютерная сеть - система связанных между собой компьютеров, расположенных на сколь угодно большом удалении друг от друга.
Примеры: региональные и корпоративные сети, интернет.
10. Какие каналы связи используются для передачи данных в глобальных компьютерных сетях?
Используются различные физические каналы: электрический кабель, радиосвязь через ретрансляторы и спутники связи, инфракрасные лучи, современный оптоволоконный кабель, обычную телефонную сеть
11. Скорость передачи данных через ADSL-соединение (по некоторому каналу связи) равна 512 000 бит/с. Передача файла по этому каналу занимает 16 с. Определите объём файла в килобайтах.
Дано:
U = 512 000 бит/с
t = 16 с
Найти:
I - ?
Решение:
I = U*t = 512000 * 16 = 8192000 бит = 1000 Кбайт
8192000 бит = 8192000 : 1024 : 8 = 1000 Кбайт
Ответ: I = 1000 Кбайт
Дополнение к главе 5
5.1. Автоматизированные и автоматические системы управления
Основные темы параграфа:
♦ что такое АСУ и что такое САУ;
♦ простые автоматы;
♦ ЦАП - АЦП преобразование;
♦ схема САУ;
♦ управление в режиме реального времени;
♦ контроллеры и микропроцессоры в САУ.
Что такое АСУ и что такое САУ
Компьютеры помогают решать задачи управления в самых разных масштабах: от управления станком или транспортным средством до управления производственным процессом на предприятии или даже целой отраслью экономики государства.
Конечно, поручать компьютеру полностью, без участия человека, руководить предприятием или отраслью экономики сложно, да и не безопасно. Для управления в таком масштабе создаются компьютерные системы, которые называются автоматизированными системами управления (АСУ). Такие системы работают вместе с человеком.
АСУ помогает руководителю получить необходимую информацию для принятия управляющего решения, а также может предложить наиболее оптимальные варианты таких решений. Однако окончательное решение принимает человек.
В АСУ используются самые современные средства информационных технологий: базы данных и экспертные системы, методы математического моделирования, машинная графика и пр.
С распространением персональных компьютеров технической основой АСУ стали компьютерные сети. В рамках одного предприятия это локальные компьютерные сети. Автоматизированные системы управления, работающие в масштабах отрасли, в государственных масштабах, используют глобальные компьютерные сети.
Другим вариантом применения компьютеров в управлении являются системы автоматического управления (САУ). Объектами управления в этом случае чаще всего выступают технические устройства (станок, ракета, химический реактор, ускоритель элементарных частиц).
В САУ все операции, связанные с процессами управления (сбор и обработка информации, формирование управляющих команд, воздействие на управляемый объект) происходят автоматически, без непосредственного участия человека.
Простые автоматы
Устройства автоматического управления стали создаваться задолго до появления первых ЭВМ. Как правило, они основаны на использовании каких-либо физических явлений. Например, автоматический регулятор уровня воды в баке основан на выталкивающем действии воды на поплавок регулятора; автоматические предохранители в электрических сетях основаны на тепловом действии электрического тока; система автоматического регулирования освещенности в помещении использует явление фотоэффекта. Существуют и более сложные примеры бескомпьютерного автоматического управления.
Преимущество компьютерных систем автоматического управления перед такими устройствами в их большей «интеллектуальности», в возможности осуществлять более сложное управление, чем простые автоматы.
ЦАП — АЦП преобразование
Рассмотрим ситуацию, в которой объектом управления является техническое устройство (лабораторная установка, бытовая техника, транспортное средство или промышленное оборудование), а управляющим объектом — система автоматического управления.
Компьютер работает с двоичной информацией, помещенной в его память. Управляющая команда, выработанная программой, в компьютере имеет форму двоичного кода. Чтобы она превратилась в физическое воздействие на управляемый объект, необходимо преобразование этого кода в электрический сигнал, который приведет в движение «рычаги» управления объектом. Такое преобразование из двоичного кода в электрический сигнал называют цифро-аналоговым преобразованием. Выполняющий такое преобразование прибор называется ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь).
Приборы, которые дают информацию о состоянии объекта управления, называются датчиками. Они могут показывать, например, температуру, давление, деформации, напряженности полей и пр. Эти данные необходимо передать компьютеру по линиям обратной связи. Если показания датчиков имеют аналоговую форму (электрический ток или потенциал), то они должны быть преобразованы в двоичную цифровую форму. Такое преобразование называется аналого-цифровым, а прибор, его выполняющий, — АЦП (аналого-цифровой преобразователь)*.
*О ЦАП- и АЦП-преобразованиях речь уже шла в учебнике 8 класса (§ 24).
Все сказанное отражается в схеме, приведенной на рис. 5.16. Такая система работает автоматически, без участия человека.
Управление в режиме реального времени
Системы автоматического управления работают в режиме реального времени. Легко понять, что всякая управляющая команда должна быть отдана вовремя. Любой процесс происходит с какой-то скоростью, в каких-то временных рамках.
Режим, при котором управляющая система работает синхронно с объектом управления, называется режимом реального времени.
При составлении программ управления в реальном времени программистам приходится решать вопрос не только о том, в каком порядке отдавать команды, но и в какие моменты времени это делать. Значит, система управления должна взаимодействовать с прибором, отмеряющим время: часами, таймером.
Напомним, что в составе персонального компьютера есть устройство, называемое генератором тактовой частоты. Работа всех узлов компьютера синхронизируется по тактовой частоте. Вот на эти «часы» и ориентируется программа управления в режиме реального времени.
Контроллеры и микропроцессоры в САУ
Не следует думать, что в системах автоматического управления всегда используется универсальный компьютер с полным комплектом всех устройств (клавиатура, дисплей и пр.). Конечно, бывает и такое, но очень часто для этих целей применяются специализированные устройства — контроллеры. В их состав обязательно входят процессор, память и необходимые средства связи с объектом управления. Если управляющая система все время должна работать по одной и той же программе, то эта программа хранится в постоянной памяти (ПЗУ).
В простейших случаях для автоматического управления используются микропроцессоры, встроенные в управляемое устройство. Например, очень часто микропроцессоры применяются в транспортных средствах: автомобилях, самолетах, поездах. Каждый микропроцессор выполняет свою отдельную функцию, управляет работой определенного узла. Например, в автомобилях используется микропроцессор, управляющий работой карбюратора — устройства, регулирующего подачу топлива в двигатель. Такое автоматическое управление снижает расход горючего, повышает КПД двигателя.
Современные самолеты «нашпигованы» многочисленной электроникой: от микропроцессоров, управляющих отдельными приборами, до бортовых компьютеров, прокладывающих маршрут полета, т. е. выполняющих функции штурмана.
Коротко о главном
Автоматизированные системы управления (АСУ) помогают человеку в сборе информации и принятии управляющих решений.
В системах автоматического управления (САУ) все операции, связанные с процессами управления, происходят автоматически, без непосредственного участия человека, по заранее составленной программе.
В САУ на линии прямой связи для преобразования двоичной информации в аналоговый сигнал используется прибор ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь); на линии обратной связи для преобразования аналогового сигнала в двоичный код используется прибор АЦП (аналого-цифровой преобразователь).
Управление в САУ происходит в режиме реального времени.
Вопросы и задания
1. В чем различие между автоматизированными системами управления (АСУ) и системами автоматического управления (САУ)?
2. Какие аппаратные компоненты входят в систему управления техническим устройством с помощью компьютера?
3. Для чего нужны устройства ЦАП и АЦП?
4. Что такое управление в режиме реального времени?
5. Приведите примеры использования встроенных в оборудование микропроцессоров.
И. Семакин, Л. Залогова, С. Русаков, Л. Шестакова, Информатика, 9 класс
Отослано читателями из интернет-сайтов
Основы информатики, подборка рефератов к урокам информатики, скачать рефераты, уроки информатики 9 класс онлайн, домашняя работа
Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.
Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.
Еще в начале 50-х годов, когда ЭВМ представлялись большинству лишь как быстродействующие вычислители, появились первые работы по их применению в качестве кибернетических устройств, востребованных во всех отраслях национальной экономики.
Писать на тему автоматизированных систем управления (АСУ), с одной стороны, относительно просто, а с другой – чрезвычайно сложно. Просто, потому что многое протекало непосредственно перед глазами в мою бытность работы в качестве рядового разработчика и потом научного руководителя, главного конструктора АСУ различных уровней и назначений. Трудно, потому что создание АСУ – это целый пласт информатики, характеризуемый компьютеризацией и автоматизацией, охватившей всю страну. Разработка и внедрение АСУ начиная с 60-х годов прошлого века велись во всех отраслях народного хозяйства, включая оборонные ведомства и вооруженные силы. Пространство этой деятельности (от атома до космоса) было невероятно широко и чрезвычайно разнообразно по путям, методам и способам решения возникающих задач. Влияние от внедрения АСУ было глубоким по своим экономическим, технико-экономическим, мировоззренческим и социальным последствиям.
Воссоздать основные пути создания и развития АСУ – это, видимо, в какой-то степени попытаться рассказать о путях развития отечественной вычислительной техники, кибернетики и информатики, с которыми АСУ были тесно связаны. Единственный способ изложить данную тему – вспомнить наиболее значимые события, вехи и имена создателей АСУ.
Уже первые результаты, достигнутые с помощью ЭВМ, показали, что возможности вычислительной техники далеко не ограничиваются выполнением сложных и трудоемких расчетов и простираются в сферу неарифметического использования, – именно к такому выводу пришел Анатолий Китов в своей книге «Электронные цифровые машины», посвященной вопросам использования ЭВМ в автоматизации производственных процессов. Эту монографию можно считать предтечей отечественных АСУ.
В своей следующей работе «Электронные вычислительные машины» Китов подробно излагает перспективы комплексной автоматизации информационной работы и процессов административного управления, включая управление производством и решение экономических задач. Итак, если говорить образно, что «в начале было Слово», то слово про АСУ прозвучало ровно 50 лет назад.
Понимание Китовым значимости развития АСУ привело его в конце 50-х годов к выводу о необходимости автоматизации управления в масштабе всего народного хозяйства страны и ее вооруженных сил на основе сети региональных вычислительных центров. Эти ВЦ смогли бы собирать, обрабатывать и представлять руководству страны оперативные данные для принятия решений по эффективному планированию и управлению.
Среди наиболее ярких сторонников внедрения АСУ, которые отдали этому делу много сил и интеллекта, надо вспомнить Л.В. Канторовича, А.И. Берга, А.А. Ляпунова, В.С. Немчинова. А главным создателем отечественной индустрии АСУ, включая теорию и практику, производственную и научную инфраструктуру, был, бесспорно, Виктор Михайлович Глушков.
Вслед за словом про АСУ последовало дело. Выступая летом 1965 года на конференции Львовского совнархоза, Глушков предложил предприятиям переходить к разработке и внедрению АСУ, обещая значительный экономический эффект за счет оперативного управления, сбалансированности планирования, анализа, учета и контроля, экономии времени и человеческого труда. Заключенный прямо на конференции договор с Львовским телевизионным заводом «Электрон» привел к созданию первой промышленной АСУП «Львов», принятой в эксплуатацию в 1967 году. Эта АСУП позволила повысить эффективность управления, производства и получить значительный экономический эффект.
В 1967-1970 годах этот же коллектив создает АСУП «Кунцево» для Кунцевского радиозавода и с успехом внедряет систему в эксплуатацию. Эту АСУП уже отличала типизация проектных решений, дающая огромные выгоды и преимущества. АСУП «Кунцево» стала типовой системой для управления многономенклатурными предприятиями машиностроительного профиля со смешанным характером производства: от единичного до массового. В результате такого революционного прорыва в короткие сроки были созданы высокоэффективные АСУП для нескольких сотен крупнейших промышленных предприятий страны. В это же время Китов разрабатывает и внедряет первую в стране систему для непроизводственной сферы – АСУ «Здравоохранение», заложившую основу медицинской кибернетики в стране.
Этот период создания и внедрения АСУ можно было характеризовать как стихийный и самостийный, однако остановить процесс разработки и внедрения АСУ было уже невозможно – они заняли свою нишу в ИТ-пространстве. К 1970 году в стране действовало около 400 АСУП, а через пять лет их число достигло 3 тыс., не считая секретных. Главный итог этого этапа, на мой взгляд, состоял в следующем: полезность АСУ стала общепризнанным фактом; АСУ буквально «взломали» сложившуюся архитектуру административно-командной системы, дав толчок к развитию электроники, систем связи, созданию отраслевых НИИ, КБ, главков и министерств (Министерство промышленности средств связи и главные управления по вычислительной технике в каждом из министерств), института Главных конструкторов, координационных и межведомственных советов и других органов управления, призванных обеспечить взаимодействие различных структур; обнаружилась необходимость незамедлительного проведения на государственном уровне стандартизации и унификации в сфере разработки и внедрения АСУ для их перевода на индустриальные рельсы.
Появление стандартов в области АСУ стало актом их официального признания, шагом к принятию новой идеологии управления. Разработать и внедрить стандарты достаточно сложно – надо сформировать понятийный аппарат, терминологию, создать Единую систему классификации и кодирования технико-экономической информации, Единую систему документации, определить требования ко всем компонентам АСУ и т.д. И все это согласовать со всеми участниками процесса производства.
В этих условиях Глушков берет на себя всю идеологическую подготовку создания стройной системы автоматизированного управления, своеобразной «АСУшно-информационной вертикали». И делает это он с размахом, начав с формулировки десяти принципов построения АСУ и закончив концепцией построения общегосударственной автоматизированной системы управления – ОГАС. Очередной этап развития АСУ характеризовался разработкой отраслевых систем управления.
ОАСУ создавались по типовым проектам, разработчиками которых стали: головные институты девяти оборонных министерств, в частности ЦНИИСУ (ЦНИИ систем управления), ЦНИИ «Монолит», ЦНИИ «Информэлектро», ЦНИИ «Электроника» и др. (научный руководитель – В.М. Глушков, главный конструктор – А.И. Китов); ряд гражданских машино- и приборостроительных отраслей – ВНИПИ ОАСУ (Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по отраслевым автоматизированным системам управления, директор – В.С.Синяк, главный конструктор – О.В.Голованов). Типизация позволила сэкономить ресурсы, что было весьма важно в условиях холодной войны, и к началу 80-х годов практически все союзные министерства имели свои ОАСУ.
Страна встала на фундамент автоматизированных систем управления, а Глушков продолжал начатую еще в 1964 году работу по продвижению общегосударственной автоматизированной системы управления. Удавалось не все и приходилось идти на компромиссы, например, не получив четкого решения по созданию ОГАС, ожидаемого в резолюциях ХХV (1976 год) и ХХVI съездов КПСС (1981 год), пришлось согласиться на разработку АСУ в масштабе союзных республик (РАСУ) с последующим их объединением с ОАСУ в единую систему ОГАС. Не удалось создать единый государственный координационный орган – Комитет по совершенствованию управления, под патронажем, как тогда было принято, одного из высших руководителей КПСС или правительства, хотя и был образован научный координационный центр – ВНИИПОУ (Всесоюзный научно-исследовательский институт проблем организации и управления).
Глушков не добился реализации всех своих проектов – административная система не допустила вмешательства в свой образ правления и, кроме этого, ресурсов на все предложенные проекты, возможно, у страны просто не было. Но сама идеология ОГАС доказала свою правоту, в том или ином виде получила практическое подтверждение и остается актуальной даже в современной России.
Нельзя не сказать несколько слов про АСУ, применяемые для оборонных нужд страны, хотя даже мне, в прошлом офицеру, значительную часть своей научно-производственной деятельности прослужившему в головном по информатизации институте Министерства обороны СССР – ЦНИИ-27, сложно представить полную картину работ в этой области. Разработки АСУ военно-оборонного значения начались раньше других, в период холодной войны, за точку отсчета, по-моему, следует взять 1953 год, когда под руководством С.А. Лебедева и В.С. Бурцева начали создаваться спец-ЭВМ «Диана-1» и «Диана-2». Эти автоматизированные системы управления противоракетными и противосамолетными комплексами можно назвать прообразами первых АСУП. Ведущую роль в создании и развитии военных АСУ сыграл Анатолий Китов, основоположник военной кибернетики в СССР.
Затем были созданы многочисленные специализированные ЭВМ, вычислительные комплексы и автоматизированные системы для противоракетной и противокосмической обороны, а также АСУ Верховного командования, Генштаба, РВСН, управления силами ВМФ, авиации, в том числе и система раннего предупреждения о ракетном нападении. С помощью этих военных АСУ, в частности, был достигнут необходимый тогда стране военный паритет. К сожалению, в силу закрытости работ над этими выдающимися АСУ военно-оборонного значения мне трудно назвать всех их создателей, с благодарностью напомню лишь В.А. Мельникова, В.К. Левина, В.В. Пржиялковского, Н.Я. Матюхина, М.А. Карцева, В.С. Семинихина, В.И. Дракина, Т.Н. Соколова, А.Я. Хетагурова. Исключительное влияние на разработку АСУ военно-промышленного комплекса оказал Глушков, которого газета Washington Post даже назвала «царем советской информатики».
Повсеместное внедрение персональных компьютеров еще больше продемонстрировало актуальность внедрения систем типа АСУ во все сферы национальной экономики. Если моим современникам на системах БЭСМ и «Стрела» удавалось рассчитывать орбиты искусственных спутников и ядерные реакции, то что можно сделать сегодня? Заслугой создателей АСУ было то, что они заложили в нашем интеллектуальном сообществе основы высокой информационно-компьютерной культуры. Жаль, что в современной России до сих пор нет национального проекта в области информатики, который бы способствовал интеллектуальному развитию научно-технического потенциала страны. Высшие этапы процесса управления, такие как целеполагание, выбор критериев оптимальности и вариантов действий, акт принятия решения, всегда останутся прерогативой человека. А в автоматизации этой цепочки, как известно, и заключен весь смысл любых АСУ как человеко-машинных систем управления.
Владимир Исаев – полковник-инженер, большую часть своей производственной деятельности посвятил разработке и внедрению автоматизированных систем управления, пройдя путь от рядового разработчика до главного конструктора АСУ различных уровней и назначений. Автор множества статей по результатам работ в ВЦ №1 Министерства обороны СССР, в Научно-технологическом центре при Совете министров СССР, в НИИ «Восход», в ГИВЦ Минэлектротехпрома и других государственных организациях, отвечающих за вопросы, связанные со всем циклом АСУ. В течение ряда лет был членом координационного научно-технического совета по разработке и внедрению республиканских автоматизированных систем управления.
В начале 1956 года А.И.Китов выпустил книгу по вычислительной технике «Электронные цифровые машины». Первые две части были посвящены устройству ЭВМ и технологиям программирования. Третья часть называлась «Неарифметическое использование ЭВМ» и была посвящена вопросам применения ЭВМ в экономике, автоматизации производственных процессов, задачам искусственного интеллекта. В более поздних работах Китов акцентирует внимание на возможностях применения ЭВМ для автоматизации управления производством и решения задач экономики. Впервые в СССР была подробно изложена перспектива комплексной автоматизации информационной работы и процессов административного управления в масштабах всей страны. Предлагалось объединить все крупные вычислительные центры СССР в Единую государственную сеть вычислительных центров.
Статья, опубликованная в сборнике «Проблемы кибернетики» (1961 год, №6), в соавторстве с А.И. Бергом и А.А. Ляпуновым, была написана по материалам первого в СССР доклада по АСУ «О возможностях автоматизации управления народным хозяйством», с которым А.И.Китов выступил в ноябре 1959 года на Всесоюзной конференции по математике и вычислительной технике.
Возрождение киевской школы
Виктор Михайлович Глушков – выдающийся ученый, кибернетик, создатель теории основ ЭВМ, проповедник идей АСУ, разработчик оригинальных вычислительных машин.
Образованный в 1954 году для нужд Министерства обороны СССР, ВЦ-1 стал ведущим исследовательским центром, способным решать широкий круг задач в интересах вооруженных сил страны и создавать передовые специализированные программные комплексы, обеспечивающие проведение расчетов для запуска баллистических ракет.
Уроки прошлого
Полвека назад при разработке АСУ, возможностей при реализации проектов АСУ было несравненно меньше, и для управления системой в таких условиях требовалось глубокое понимание того, что есть управление. Глубина в проработке системных моделей достигалась уже на структурном, или, как теперь принято говорить, архитектурном уровне, когда система рассматривалась в виде подсистем. В отличие от современного бизнес-процессного представления, все компоненты исходной системы относились к той или иной подсистеме, связи между которыми могли быть как информационными, так и функциональными, в том числе на физическом уровне, что позволяло управлять и технологическими процессами. Это делало возможной реализацию управления исходной системой в целом, в рамках более общей системной модели, точнее описывающей реальную систему, а не только отдельные подсистемы, что создавало возможность достигать оптимального управления всей системой в условиях, близких к реальному времени.
Сегодня под приложениями чаще всего понимают средства, управляющие отношениями между различными программами, позволяющими в основном упорядочивать, агрегировать или выбирать данные из баз, тогда как в АСУ приложения играли главным образом вычислительную роль. В отраслевых АСУ предусматривались банки задач и реализовывалась поддержка управления вычислительным процессом даже на уровне метода решения, который выбирался в зависимости от поступающих данных или времени, отводимого на выполнение задания на счет. Так, в АСУ государственного уровня, реализованной в НИИ «Восход», упоминаемой в статье В.П. Исаева, в структуре ГВЦ имелась отдельная вычислительная система, банк задач в которой содержал более шести десятков задач. В этом банке были задачи расчета динамического отраслевого баланса производственных мощностей, позволявшие получать результаты по управлению народным хозяйством и учитывающие взаимодействие основных отраслей.
К сказанному в статье Исаева о государственной политике в области разработки, внедрения и эксплуатации АСУ стоит добавить, что в составе ОГАС реализовывались не только отраслевые АСУ, но и информационные подсистемы государственного уровня вроде ГСНТИ по стандартам, по патентам и национальная библиотечная сеть, которые возникали на базе ОСНТИ, информационные системы государственных учреждений по стандартам и патентам и информационные системы крупнейших библиотек страны. При этом в АСУ рассматривались содержательные экономико-математические модели, которые позволяли оценивать эффективность управления в реализуемых проектах и в условиях эксплуатации.
Сегодня заказчикам современных систем, решающих задачи АСУ, предлагаются комплексы управления, которые не сопровождаются достаточными количественными оценками, позволяющими организовать их эффективную эксплуатацию. Это связано с рыночной стратегией производителей – продать потенциальную возможность, а не реализацию продукта или технологии. В этом смысле первые АСУ были более, как сейчас говорят, ориентированы на конкретную прикладную область. Также немаловажную роль для современных систем играет способ ведения бизнеса по типу «лего», когда реализуемая система собирается из фрагментов, которые нигде еще не были собраны целиком, что часто приводит к неоправданным затратам.
Сегодня, в условиях повышения требований к бизнесу и ИТ, весьма полезно пересмотреть отношение к отечественной истории АСУ. Полагаю, что ИТ-сообщество стоит на пороге возврата к парадигме вычислительного процесса как основы эффективного управления. В любом случае в истории АСУ имеется еще достаточно много полезного и, главное, проверенного на опыте, что могло бы оказать помощь при развертывании современных систем управления.
Начало 80-х годов связано с еще одним знаменательным для истории сетей событием — появлением персональных компьютеров.
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 персональные компьютеры 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 персональные компьютеры ничем не отличались от мини-компьютеров типа PDP-11 , но их стоимость была существенно ниже. Если с появлением мини-компьютера возможность иметь собственную вычислительную машину получили отделы предприятий или университеты, то создание персонального компьютера дало такую возможность отдельному человеку.
Создание персональных компьютеров послужило мощным катализатором для бурного роста локальных сетей, поскольку появилась отличная материальная основа в виде десятков и сотен машин, принадлежащих одному предприятию и расположенных в пределах одного здания.
Компьютеры стали использоваться не только специалистами, что потребовало разработки "дружественного" программного обеспечения, и предоставление соответствующих функций стало прямой обязанностью операционных систем. В результате поддержка сетевых функций стала для ОС персональных компьютеров необходимым условием.
Новые возможности пользователей локальных сетей
Разработчики локальных сетей привнесли в организацию работы пользователей много нового. Так, стало намного проще, чем в глобальных сетях, получать доступ к сетевым ресурсам — в локальной сети пользователю не приходится запоминать сложные идентификаторы разделяемых ресурсов. Для этих целей система предоставляет список ресурсов в удобной для восприятия форме, например в виде древовидной графической структуры ("дерева" ресурсов). Еще один прием, позволяющий оптимизировать работу в локальной сети, состоит в том, что после соединения с удаленным ресурсом пользователь получает возможность обращаться к нему с помощью тех же команд, которые он применял при работе с локальными ресурсами на компьютере. Следствием (и в то же время движущей силой) такого прогресса стало появление огромного количества непрофессиональных пользователей, освобожденных от необходимости изучать специальные (и достаточно сложные) команды для сетевой работы.
Может возникнуть вопрос — почему все эти преимущества пользователи получили только с появлением локальных сетей? Главным образом, это связано с использованием в локальных сетях качественных кабельных линий связи, на которых даже сетевые адаптеры первого поколения обеспечивали скорость передачи данных до 10 Мбит/с. При небольшой протяженности, свойственной локальным сетям, стоимость таких линий связи была вполне приемлемой. Поэтому экономное расходование пропускной способности каналов, одна из основных задач, возложенных на технологии первых глобальных сетей, никогда не выходило на первый план при разработке протоколов локальных сетей. В таких условиях основным механизмом прозрачного доступа к ресурсам локальных сетей стали периодические широковещательные объявления серверов о своих ресурсах и услугах. На основании таких объявлений клиентские компьютеры составляли списки имеющихся в сети ресурсов и предоставляли их пользователю.
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.
Читайте также: