Компьютер который выполняет функции управления локальной сетью отвечает за коммуникационные связи
Обновлено: 02.07.2024
Компьютерные информационно-вычислительные сети (ИВС) и телекоммуникации — сравнительно новая, стремительно развивающаяся область науки и техники. Работы по проектированию и созданию ИВС и телекоммуникаций ведутся одновременно во многих передовых странах мира.
Для изучения принципов организации и функционирования информационно-вычислительных сетей и телекоммуникаций необходимо обладать знаниями в достаточно широкой области, включающей основы электротехники и электроники, информатики и вычислительной техники, и дополнить их знаниями сетевых технологий, техники электрической связи и других.
Учитывая специфику среднего профессионального обучения, материал предлагаемого учебного пособия излагается последовательно, начиная с рассмотрения общих вопросов построения ИВС, а затем с углубленным описанием основных компонентов сетей и телекоммуникаций.
Основой книги послужили тексты лекций и практических занятий, проводимых в Красногорском оптико-электронном колледже, а также на факультете информационных систем Российского государственного социального университета.
Классификация информационно-вычислительных сетей (ИВС). Локальные, городские и глобальные сети
Коммуникационная сеть — система, состоящая из объектов, называемых пунктами (узлами) сети и осуществляющих функции генерации, преобразования, хранения и потребления некоторого продукта, а также линий передачи (связей, коммуникаций, соединений), осуществляющих передачу продукта между пунктами. В качестве продукта может фигурировать информация, энергия, масса. Соответственно различают группы сетей информационных, энергетических, вещественных. В группах сетей возможно разделение на подгруппы. Так, среди вещественных сетей могут быть выделены сети транспортные, водопроводные, производственные и др.
Информационно-вычислительная сеть — коммуникационная сеть, в которой продуктом генерирования, переработки, хранения и использования является информация, а узлами сети — вычислительное оборудование. Компонентами И ВС могут быть электронные вычислительные машины (ЭВМ) и периферийные устройства, являющиеся источниками и приемниками данных, передаваемых по сети. В качестве периферийных устройств могут выступать ЭВМ, принтеры, плоттеры и другое вычислительное, измерительное и исполнительное оборудование автоматических и автоматизированных систем. Собственно пересылка информации происходит с помощью средств, объединяемых под названием среда передачи данных.
Существует множество причин для объединения отдельных компьютеров в сеть, например:
- 1) в сети можно организовать доступ всех пользователей к единому информационному ресурсу (например, базе данных), расположенному на одном компьютере. При этом возрастает мобильность и оперативность работы, упрощаются процессы обеспечения целостности информационного ресурса и его резервного копирования;
- 2) при объединении компьютеров в сеть снижаются затраты на аппаратное обеспечение в расчете на одного пользователя. Это достигается за счет совместного использования дискового пространства, дорогих внешних устройств (лазерных принтеров, сканеров, плоттеров). При этом правильная организация совместного доступа повышает надежность системы в целом, поскольку при поломке одного устройства исполнение его функций может взять на себя другое;
- 3) совместное использование дискового пространства позволяет разместить сетевые версии прикладного программного обеспечения на диске одного компьютера, что, кроме значительной экономии места на дисках, позволяет снизить затраты на программное обеспечение (ПО).
ИВС классифицируются по ряду признаков. В зависимости от расстояний между связываемыми узлами различают вычислительные сети:
- • территориальные, охватывающие значительное географическое пространство. Среди территориальных сетей можно выделить сети региональные и глобальные, имеющие соответственно региональные или глобальные масштабы; региональные сети иногда называют сетями MAN (Metropolitan Area Network), а общее англоязычное название для территориальных сетей — WAN (Wide Area Network);
- • локальные вычислительные сети (ЛВС), охватывающие ограниченную территорию (обычно в пределах удаленности узлов сети не более чем на несколько десятков или сотен метров друг от друга, реже — на несколько километров). Локальные сети также обозначают сокращением LAN (Local Area Network);
- • корпоративные сети (масштаба предприятия) — совокупность связанных между собой ЛВС, охватывающих территорию, на которой размещено одно предприятие или учреждение.
Среди глобальных сетей следует выделить единственную в своем роде глобальную сеть Internet и реализованную в ней информационную службу World Wide Web (WWW) (переводится на русский язык как всемирная паутина).
Различают интегрированные сети, неинтегрированные сети и подсети. Интегрированная вычислительная сеть (интерсеть) представляет собой взаимосвязанную совокупность многих вычислительных сетей, которые в интерсети называются подсетями. Обычно интерсети приспособлены для различных видов связи: телефонии, электронной почты, передачи видеоинформации, цифровых данных и т. п. В этом случае они называются сетями интегрального обслуживания.
В зависимости от топологии соединений узлов различают сети шинной (магистральной), кольцевой, звездной, ячеистой, комбинированной, произвольной структуры.
В зависимости от способа управления различают сети:
«клиент/сервер» или сети с выделенным сервером. В них выделяется один или несколько узлов (их название — серверы), выполняющих в сети управляющие или специальные обслуживающие функции, а остальные узлы (клиенты) являются терминальными, в них работают пользователи. Сети клиент/сервер различаются по характеру распределения функций между серверами, другими словами, по типам серверов (например, файл- серверы, серверы баз данных). При специализации серверов по определенным приложениям получается сеть распределенных вычислений. В рамках одной локальной сети может использоваться несколько выделенных серверов. По своему функциональному назначению различают несколько типов серверов:
- • файловый сервер;
- • сервер печати;
- • сервер приложений;
- • сервер базы данных;
- • коммуникационный сервер и т. д.
Файловый сервер — компьютер, который выполняет функции управления локальной сетью, отвечает за коммуникационные связи, хранит файлы, разделяемые в сети, и предоставляет доступ к совместно используемому дисковому пространству.
Сервер печати — компьютер, программа или специальное устройство, обеспечивающее доступ станциям сети к центральному разделяемому принтеру. Запросы на печать поступают от каждой рабочей станции к серверу печати, который разделяет их на индивидуальные задания принтеру, создает очередь печати. Задания обычно обрабатываются в порядке их поступления. В функции сервера печати входит также управление принтером.
Коммуникационный сервер (сервер удаленного доступа — Access Server) позволяет работать с различными протоколами (правилами передачи информации в сети) и позволяет станциям разделять модем или узел связи с большой ЭВМ. Это дает возможность получить информацию, хранящуюся в сети, практически с любого места, где есть телефон, модем и компьютер.
Довольно часто сервер совмещает функции коммуникационного сервера и сервера приложений.
Сервер приложений выполняет одну или несколько прикладных задач, которые запускают пользователи со своих терминалов, включенных в данную сеть. Принцип действия сервера приложений совпадает с принципом действия многотерминальной системы (системы совместной обработки). Задача пользователя выполняется непосредственно на сервере приложений, а по низкоскоростной телефонной линии на удаленный компьютер (терминал) передается только изображение экрана терминала пользователя, а обратно — только информация о нажимаемых пользователем клавишах. Поэтому нагрузка по передаче информации (например, при работе с базами данных (БД)) ложится на высокоскоростной кабель сети, к которой подключен сервер приложений.
Сервер БД — специализированная программа или компьютер, обеспечивающий станции записями из базы данных. При использовании обычного файл-сервера все данные из БД передаются через сеть в пользовательский компьютер так, чтобы он мог выбрать информацию, необходимую работающей прикладной программе. В отличие от этого, сервер БД сам выбирает необходимые данные и посылает через сеть только информацию, запрашиваемую программой пользователя (эта программа производит обработку информации и представление ее пользователю). Таким образом, в подобных системах (называемых системами «клиент/сервер») совмещаются преимущества систем совместной и распределенной обработки.
Технология клиент/сервер является реализацией распределенной обработки данных. С точки зрения баз данных под распределенной обработкой понимается выполнение операций с базами данных на одной машине и приложений на другой. В системе архитектуры клиент/сервер обработка данных разделена между компьютером-клиентом и компьютером-сервером, связь между которыми происходит по сети. Основная функция компьютера-клиента состоит в выполнении приложения (интерфейса с пользователем и логики представления) и осуществлении связи с сервером, когда этого требует приложение. Компьютер-клиент может быть как простой машиной типа персонального компьютера, так и мощной рабочей станцией с многозадачной и многопользовательской операционной системой типа UNIX. Таким образом, выбор компьютера, операционной системы, оперативной и дисковой памяти, другого оборудования определяется требованиями приложения. Главная функция компьютера-сервера заключается в обслуживании потребностей клиента. Связь с клиентом, анализ и выполнение запроса к базе данных, включая возврат клиенту результата запроса (набора строк из базы данных), управление одновременным доступом к базе данных многих пользователей, перенаправление запросов к другим серверам сети, обеспечение защиты — таковы некоторые основные функции компьютера-сервера.
К рассмотренным выше серверам можно добавить сервер электронной почты и факс-сервер. Главной их характеристикой является степень защиты конфиденциальной информации от несанкционированного доступа.
Один выделенный компьютер в сети может одновременно выполнять функции файл-сервера, сервера печати, приложений и т. д.
Одноранговые — в них все узлы равноправны. Поскольку в общем случае под клиентом понимается объект (устройство или программа), запрашивающий некоторые услуги, а под сервером — объект, предоставляющий эти услуги, поэтому каждый узел в одноранговых сетях может выполнять функции и клиента, и сервера.
Сети также различают в зависимости от используемых в них протоколов и по способам коммутации.
Протоколы — это набор семантических и синтаксических правил, определяющий поведение функциональных блоков сети при передаче данных. Другими словами, протокол — это совокупность соглашений относительно способа представления данных, обеспечивающего их передачу в нужных направлениях и правильную интерпретацию данных всеми участниками процесса информационного обмена.
Поскольку информационный обмен — процесс многофункциональный, то протоколы делятся на уровни. К каждому уровню относится группа родственных функций. Для правильного взаимодействия узлов различных вычислительных сетей их архитектура должна быть открытой. Этим целям служат унификация и стандартизация в области телекоммуникаций и вычислительных сетей.
Унификация и стандартизация протоколов выполняются рядом международных организаций, что наряду с разнообразием типов сетей породило большое число различных протоколов. Наиболее широко распространенными являются протоколы, разработанные и применяемые в глобальной сети Internet, протоколы открытых систем Международной организации по стандартизации (ISO — Intrenational Standard Organization), протоколы Международного телекоммуникационного союза (International Telecommunication Union — ITU) и протоколы Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE — Institute of Electrical and Electronics Engineers).
Протоколы ISO являются семиуровневыми и известны как протоколы базовой эталонной модели взаимосвязи открытых систем.
Расположите кабельные линии связи в порядке возрастания скорости передачи:
Информатика (курс 7)
Верны ли утверждения? А) В системе адресов Интернет приняты домены, представленные географическими регионами, например com, gov, edu В) В системе адресов Интернет приняты домены, разделенные по тематическим признакам, например ru, us, fr. Подберите правильный ответ
Информатика (курс 7)
Верны ли утверждения? А) Метод доступа – набор правил, которые определяют, как компьютер должен отправлять и принимать информацию по сетевому кабелю В) Наиболее распространенные методы доступа: Ethernet, Arcnet и Token Ring Подберите правильный ответ
Информатика (курс 7)
URL - универсальный _________ ресурсов, адрес любого ресурса в Интернет
Информатика (курс 7)
________ - протокол эмуляции терминала, который позволяет подключаться к удаленному компьютеру по Интернет и управлять им
Информатика (курс 7)
________ - адрес любого ресурса в Интернет вместе с указанием того, с помощью какого протокола следует к нему обращаться, какую программу следует запустить на сервере и к какому конкретному файлу следует обратиться на сервере
Информатика (курс 7)
_________ является методом множественного доступа с прослушиванием несущей и разрешением коллизий (конфликтов)
Информатика (курс 7)
Укажите правильную последовательность уровней модели OSI, начиная с нижележащего:
Информатика (курс 7)
Укажите соответствие между сервисом Интернет и его характеристикой
глобальная система гипертекстовых документов, связанных друг с другом по Интернет
протокол эмуляции терминала, который позволяет подключаться к удаленному компьютеру по Интернет и управлять им
доступ к файлам, распределенным по различным компьютерам
Информатика (курс 7)
Пусть имеем основной код 100110. Количество информационных разрядов равно
Информатика (курс 7)
Беспроводные сети используют три способа передачи данных:
Информатика (курс 7)
Укажите соответствие между типом кабеля и его характеристикой
обладает более высокой механической прочностью, помехозащищенностью
не подвержен действию электромагнитных полей и сам практически не имеет излучения
Информатика (курс 7)
______________ вычислительная сеть – сеть, объединяющая абонентские системы, расположенные в пределах небольшой территории
Информатика (курс 7)
В зависимости от способа управления различают компьютерные сети ___________ и _____________
Информатика (курс 7)
______________ – сети, в которых выделяется один или несколько узлов, выполняющих в сети управляющие или специальные обслуживающие функции, а остальные узлы являются терминальными, в них работают пользователи
Информатика (курс 7)
Интернет является ______________ компьютерной сетью
Информатика (курс 7)
___________ вычислительная сеть – сеть, объединяющая абонентские системы, расположенные в пределах небольшой территории
Информатика (курс 7)
Верны ли утверждения? А) Бодовая скорость определяется числом изменений дискретного сигнала в единицу времени В) Информационная скорость измеряется числом битов информации, переданных в единицу времени Подберите правильный ответ
Информатика (курс 7)
Модель _______ – модель, которая определяет различные уровни взаимодействия систем, дает им стандартные имена и указывает, какие функции должен выполнять каждый уровень
Информатика (курс 7)
Информатика (курс 7)
Укажите соответствие между понятием и его определением
физическая среда: материал или пространство, обеспечивающие распространение сигналов, и аппаратные средства, передающие информацию от одного узла связи к другому
В рамках одной локальной сети могут использоваться несколько выделенных серверов. По своему функциональному назначению различают несколько типов серверов: файловый, печати, коммуникационный, приложений, базы данных и т.д.
Файловый сервер— это компьютер, который выполняет функции управления локальной сетью, отвечает за коммуникационные связи, хранит файлы, разделяемые в сети, и предоставляет доступ к совместно используемому дисковому пространству.
Сервер печати— это компьютер, программа или специальное устройство, обеспечивающее доступ станциям сети к центральному разделяемому принтеру. Запросы на печать поступают от каждой рабочей станции к серверу печати, который разделяет их на индивидуальные задания принтеру, создает очередь печати. Задания обычно обрабатываются в порядке их поступления. В функции сервера печати входит также управление принтером.
Коммуникационный сервер(сервер удаленного доступа — Access Server) позволяет работать с различными протоколами (правилами передачи информации в сети) и дает возможность станциям разделять модем или узел связи с большой ЭВМ. Это обеспечивает получение информации, хранящейся в сети, практически с любого места, где есть телефон, модем или компьютер.
Довольно часто сервер совмещает функции коммуникационного сервера и сервера приложений.
Сервер приложенийвыполняет одну или несколько прикладных задач, которые запускают пользователи со своих терминалов, включенных в данную сеть. Принцип действия сервера приложений такой же, как у многотерминальной системы (системы совместной обработки). Задача пользователя выполняется непосредственно на сервере приложений, по низкоскоростной телефонной линии на удаленный компьютер (терминал) передается только изображение экрана терминала пользователя, а обратно — только информация о нажимаемых пользователем клавишах. Поэтому нагрузка по передаче информации (например, при работе с базами данных) ложится на высокоскоростной кабель сети, к которой подключен сервер приложений.
Базовые сетевые топологии и комбинированные топологические решения
Комбинированные топологии
Термин топология сетей характеризует физическое расположение компьютеров, узлов коммутации и каналов связи в сети.
Проблема синтеза структуры (топологии) сети является одной из важнейших, но до конца не решенной, в связи с чем при решении задач определения числа и взаимосвязи компонентов сети используются приближенные, эмпирические методы.
В настоящее время чаще всего используются топологии, которые комбинируют топологию сети по принципу шины, звезды и кольца.
Звезда-шина
Звезда-шина (star-bus) - это комбинация топологий «шина» и «звезда». Чаще всего это выглядит так: несколько сетей с топологией ``звезда'' объединяются при помощи магистральной линейной шины. В этом случае выход из строя одного компьютера не оказывает никакого влияния на сеть - остальные компьютеры по-прежнему взаимодействуют друг с другом. А выход из строя концентратора повлечет за собой остановку подключенных к нему компьютеров и концентраторов.
Звезда-кольцо
Звезда-кольцо (star-ring) кажется несколько похожей на звезду-шину. И в той, и в другой топологии компьютеры подключены к концентратору, который фактически и формирует кольцо или шину. Отличие в том, что концентраторы в звезде-шине соединены магистральной линейной шиной, а в звезде-кольце на основе главного концентратора они образуют звезду.
20. Достоинства и недостатки. Базовые сетевые топологии
Достоинства топологии “шина”:
· относительная простота монтажа и дешевизна, если все рабочие станции расположены рядом;
· выход из строя одной или нескольких рабочих станций никак не отражается на работе всей сети.
Недостатки топологии “шина”:
· неполадки шины в любом месте (обрыв кабеля, выход из строя сетевого коннектора) приводят к неработоспособности сети;
· сложность поиска неисправностей;
· низкая производительность – в каждый момент времени только один компьютер может передавать данные в сеть, с увеличением числа рабочих станций производительность сети падает;
· плохая масштабируемость – для добавления новых рабочих станций необходимо заменять участки существующей шины.
Достоинства кольцевой топологии:
· практически полное отсутствие дополнительного оборудования;
· возможность устойчивой работы без существенного падения скорости передачи данных при интенсивной загрузке сети.
Однако “кольцо” имеет и существенные недостатки:
· каждая рабочая станция должна активно участвовать в пересылке информации; в случае выхода из строя хотя бы одной из них или обрыва кабеля – работа всей сети останавливается;
· подключение новой рабочей станции требует краткосрочного выключения сети, поскольку во время установки нового ПК кольцо должно быть разомкнуто;
· сложность конфигурирования и настройки;
· сложность поиска неисправностей.
Топология “звезда” на сегодняшний день стала основной при построении локальных сетей. Это произошло благодаря ее многочисленным достоинствам:
· выход из строя одной рабочей станции или повреждение ее кабеля не отражается на работе всей сети в целом;
· отличная масштабируемость: для подключения новой рабочей станции достаточно проложить от коммутатора отдельный кабель;
· легкий поиск и устранение неисправностей и обрывов в сети;
· простота настройки и администрирования;
· в сеть легко встраивается дополнительное оборудование.
Однако, как и любая топология, “звезда” не лишена недостатков:
· выход из строя центрального коммутатора обернется неработоспособностью всей сети;
· дополнительные затраты на сетевое оборудование – устройство, к которому будут подключены все компьютеры сети (коммутатор);
· число рабочих станций ограничено количеством портов в центральном коммутаторе.
ИНФОРМАТИКА- НАУКА, ИЗУЧАЮЩАЯ СПОСОБЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО СОЗДАНИЯ, ХРАНЕНИЯ, ОБРАБОТКИ, ИСПОЛЬЗОВАНИЯ, ПЕРЕДАЧИ И ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ.
ИНФОРМАЦИЯ – ЭТО НАБОР СИМВОЛОВ, ГРАФИЧЕСКИХ ОБРАЗОВ ИЛИ ЗВУКОВЫХ СИГНАЛОВ, НЕСУЩИХ ОПРЕДЕЛЕННУЮ СМЫСЛОВУЮ НАГРУЗКУ.
ЭЛЕКТРОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ МАШИНА (ЭВМ) ИЛИ КОМПЬЮТЕР (англ. computer- -вычислитель)-УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ. Принципиальное отличие использования ЭВМ от всех других способов обработки информации заключается в способности выполнения определенных операций без непосредственного участия человека, но по заранее составленной им программе. Информация в современном мире приравнивается по своему значению для развития общества или страны к важнейшим ресурсам наряду с сырьем и энергией. Еще в 1971 году президент Академии наук США Ф.Хандлер говорил: "Наша экономика основана не на естественных ресурсах, а на умах и применении научного знания".
В развитых странах большинство работающих заняты не в сфере производства, а в той или иной степени занимаются обработкой информации. Поэтому философы называют нашу эпоху постиндустриальной. В 1983 году американский сенатор Г.Харт охарактеризовал этот процесс так: "Мы переходим от экономики, основанной на тяжелой промышленности, к экономике, которая все больше ориентируется на информацию, новейшую технику и технологию, средства связи и услуги.."
2. КРАТКАЯ ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ.
Вся история развития человеческого общества связана с накоплением и обменом информацией (наскальная живопись, письменность, библиотеки, почта, телефон, радио, счеты и механические арифмометры и др.). Коренной перелом в области технологии обработки информации начался после второй мировой войны.
В вычислительных машинах первого поколения основными элементами были электронные лампы. Эти машины занимали громадные залы, весили сотни тонн и расходовали сотни киловатт электроэнергии. Их быстродействие и надежность были низкими, а стоимость достигала 500-700 тысяч долларов.
Появление более мощных и дешевых ЭВМ второго поколения стало возможным благодаря изобретению в 1948 году полупроводниковых устройств- транзисторов. Главный недостаток машин первого и второго поколений заключался в том, что они собирались из большого числа компонент, соединяемых между собой. Точки соединения (пайки) являются самыми ненадежными местами в электронной технике, поэтому эти ЭВМ часто выходили из строя.
В ЭВМ третьего поколения (с середины 60-х годов ХХ века) стали использоваться интегральные микросхемы (чипы)- устройства, содержащие в себе тысячи транзисторов и других элементов, но изготовляемые как единое целое, без сварных или паяных соединений этих элементов между собой. Это привело не только к резкому увеличению надежности ЭВМ, но и к снижению размеров, энергопотребления и стоимости (до 50 тысяч долларов).
История ЭВМ четвертого поколения началась в 1970 году, когда ранее никому не известная американская фирма INTEL создала большую интегральную схему (БИС), содержащую в себе практически всю основную электронику компьютера. Цена одной такой схемы (микропроцессора) составляла всего несколько десятков долларов, что в итоге и привело к снижению цен на ЭВМ до уровня доступных широкому кругу пользователей.
СОВРЕМЕННЫЕ КОМПЬТЕРЫ- ЭТО ЭВМ ЧЕТВЕРТОГО ПОКОЛЕНИЯ, В КОТОРЫХ ИСПОЛЬЗУЮТСЯ БОЛЬШИЕ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ СХЕМЫ.
90-ые годы ХХ-го века ознаменовались бурным развитием компьютерных сетей, охватывающих весь мир. Именно к началу 90-ых количество подключенных к ним компьютеров достигло такого большого значения, что объем ресурсов доступных пользователям сетей привел к переходу ЭВМ в новое качество. Компьютеры стали инструментом для принципиально нового способа общения людей через сети, обеспечивающего практически неограниченный доступ к информации, находящейся на огромном множестве компьюторов во всем мире - "глобальной информационной среде обитания".
6.ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ В КОМПЬЮТЕРЕ И ЕЕ ОБЪЕМ.
ЭТО СВЯЗАНО С ТЕМ, ЧТО ИНФОРМАЦИЮ, ПРЕДСТАВЛЕННУЮ В ТАКОМ ВИДЕ, ЛЕГКО ТЕХНИЧЕСКИ СМОДЕЛИРОВАТЬ, НАПРИМЕР, В ВИДЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ. Если в какой-то момент времени по проводнику идет ток, то по нему передается единица, если тока нет- ноль. Аналогично, если направление магнитного поля на каком-то участке поверхности магнитного диска одно- на этом участке записан ноль, другое- единица. Если определенный участок поверхности оптического диска отражает лазерный луч- на нем записан ноль, не отражает- единица.
ОБЪЕМ ИНФОРМАЦИИ, НЕОБХОДИМЫЙ ДЛЯ ЗАПОМИНАНИЯ ОДНОГО ИЗ ДВУХ СИМВОЛОВ-0 ИЛИ 1, НАЗЫВАЕТСЯ 1 БИТ (англ. binary digit- двоичная единица). 1 бит- минимально возможный объем информации. Он соответствует промежутку времени, в течение которого по проводнику передается или не передается электрический сигнал, участку поверхности магнитного диска, частицы которого намагничены в том или другом направлении, участку поверхности оптического диска, который отражает или не отражает лазерный луч, одному триггеру, находящемуся в одном из двух возможных состояний.
Итак, если у нас есть один бит, то с его помощью мы можем закодировать один из двух символов- либо 0, либо 1.
Если же есть 2 бита, то из них можно составить один из четырех вариантов кодов: 00 , 01 , 10 , 11 .
Если есть 3 бита- один из восьми: 000 , 001 , 010 , 100 , 110 , 101 , 011 , 111 .
1 бит- 2 варианта,
2 бита- 4 варианта,
3 бита- 8 вариантов;
Продолжая дальше, получим:
4 бита- 16 вариантов,
5 бит- 32 варианта,
6 бит- 64 варианта,
7 бит- 128 вариантов,
8 бит- 256 вариантов,
9 бит- 512 вариантов,
10 бит- 1024 варианта,
N бит - 2 в степени N вариантов.
В обычной жизни нам достаточно 150-160 стандартных символов (больших и маленьких русских и латинских букв, цифр, знаков препинания, арифметических действий и т.п.). Если каждому из них будет соответствовать свой код из нулей и единиц, то 7 бит для этого будет недостаточно (7 бит позволят закодировать только 128 различных символов), поэтому используют 8 бит.
ДЛЯ КОДИРОВАНИЯ ОДНОГО ПРИВЫЧНОГО ЧЕЛОВЕКУ СИМВОЛА В КОМПЬЮТЕРЕ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ 8 БИТ, ЧТО ПОЗВОЛЯЕТ ЗАКОДИРОВАТЬ 256 РАЗЛИЧНЫХ СИМВОЛОВ.
СТАНДАРТНЫЙ НАБОР ИЗ 256 СИМВОЛОВ НАЗЫВАЕТСЯ ASCII ( произносится "аски", означает "Американский Стандартный Код для Обмена Информацией"- англ. American Standart Code for Information Interchange).
ОН ВКЛЮЧАЕТ В СЕБЯ БОЛЬШИЕ И МАЛЕНЬКИЕ РУССКИЕ И ЛАТИНСКИЕ БУКВЫ, ЦИФРЫ, ЗНАКИ ПРЕПИНАНИЯ И АРИФМЕТИЧЕСКИХ ДЕЙСТВИЙ И Т.П.
A - 01000001, B - 01000010, C - 01000011, D - 01000100, и т.д.
Таким образом, если человек создает текстовый файл и записывает его на диск, то на самом деле каждый введенный человеком символ хранится в памяти компьютера в виде набора из восьми нулей и единиц. При выводе этого текста на экран или на бумагу специальные схемы - знакогенераторы видеоадаптера (устройства, управляющего работой дисплея) или принтера образуют в соответствии с этими кодами изображения соответствующих символов.
Набор ASCII был разработан в США Американским Национальным Институтом Стандартов (ANSI), но может быть использован и в других странах, поскольку вторая половина из 256 стандартных символов, т.е. 128 символов, могут быть с помощью специальных программ заменены на другие, в частности на символы национального алфавита, в нашем случае - буквы кириллицы. Поэтому, например, передавать по электронной почте за границу тексты, содержащие русские буквы, бессмысленно. В англоязычных странах на экране дисплея вместо русской буквы Ь будет высвечиваться символ английского фунта стерлинга, вместо буквы р - греческая буква альфа, вместо буквы л - одна вторая и т.д.
ОБЪЕМ ИНФОРМАЦИИ, НЕОБХОДИМЫЙ ДЛЯ ЗАПОМИНАНИЯ ОДНОГО СИМВОЛА ASCII НАЗЫВАЕТСЯ 1 БАЙТ.
Очевидно что, поскольку под один стандартный ASCII-символ отводится 8 бит,
Остальные единицы объема информации являются производными от байта:
1 КИЛОБАЙТ = 1024 БАЙТА И СООТВЕТСТВУЕТ ПРИМЕРНО ПОЛОВИНЕ СТРАНИЦЫ ТЕКСТА,
1 МЕГАБАЙТ = 1024 КИЛОБАЙТАМ И СООТВЕТСТВУЕТ ПРИМЕРНО 500 СТРАНИЦАМ ТЕКСТА,
1 ГИГАБАЙТ = 1024 МЕГАБАЙТАМ И СООТВЕТСТВУЕТ ПРИМЕРНО 2 КОМПЛЕКТАМ ЭНЦИКЛОПЕДИИ,
1 ТЕРАБАЙТ = 1024 ГИГАБАЙТАМ И СООТВЕТСТВУЕТ ПРИМЕРНО 2000 КОМПЛЕКТАМ ЭНЦИКЛОПЕДИИ.
Обратите внимание, что в информатике смысл приставок кило- , мега- и других в общепринятом смысле выполняется не точно, а приближенно, поскольку соответствует увеличению не в 1000, а в 1024 раза.
СКОРОСТЬ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ ПО ЛИНИЯМ СВЯЗИ ИЗМЕРЯЕТСЯ В БОДАХ.
1 БОД = 1 БИТ/СЕК.
В частности, если говорят, что пропускная способность какого-то устройства составляет 28 Килобод, то это значит, что с его помощью можно передать по линии связи около 28 тысяч нулей и единиц за одну секунду.
7. СЖАТИЕ ИНФОРМАЦИИ НА ДИСКЕ
ИНФОРМАЦИЮ НА ДИСКЕ МОЖНО ОБРАБОТАТЬ С ПОМОЩЬЮ СПЕЦИАЛЬНЫХ ПРОГРАММ ТАКИМ ОБРАЗОМ, ЧТОБЫ ОНА ЗАНИМАЛА МЕНЬШИЙ ОБЪЕМ.
Существуют различные методы сжатия информации. Некоторые из них ориентированы на сжатие текстовых файлов, другие - графических, и т.д. Однако во всех них используется общая идея, заключающаяся в замене повторяющихся последовательностей бит более короткими кодами. Например, в романе Л.Н.Толстого "Война и мир" несколько миллионов слов, но большинство из них повторяется не один раз, а некоторые- до нескольких тысяч раз. Если все слова пронумеровать, текст можно хранить в виде последовательности чисел - по одному на слово, причем если повторяются слова, то повторяются и числа. Поэтому, такой текст (особенно очень большой, поскольку в нем чаще будут повторяться одни и те же слова) будет занимать меньше места.
Сжатие информации используют, если объем носителя информации недостаточен для хранения требуемого объема информации или информацию надо послать по электронной почте
Программы, используемые при сжатии отдельных файлов называются архиваторами. Эти программы часто позволяют достичь степени сжатия информации в несколько раз.
Читайте также: