Министерство образования и науки Удмуртской Республики
автономное профессиональное образовательное учреждение Удмуртской Республики
«Ижевский политехнический колледж»
(АПОУ УР «Ижевский политехнический колледж»)
Контрольная РАбОТА
По дисциплине «Информатика и информационно- коммуникационные технологии в профессиональной деятельности »
Выполнила студентка
1 курса, ПД-201з
Шифр 20-93
Кузнецова Д.К.
Проверил преподаватель:
Чувашева М.С.
Дата__________________
Оценка________________
Подпись_______________
Ижевск
2021
Содержание
Вопрос 1 3 |
Вопрос 2 5 |
Список использованной литературы 19 |
Вариант 3
Вопрос 1. Состав персонального компьютера: системный блок, материнская плата.
Персональный компьютер — универсальная техническая система. Его конфигурацию (состав оборудования) можно гибко изменять по мере необходимости. Тем не менее, существует понятие базовой конфигурации, которую считают типовой. В таком комплекте компьютер обычно поставляется. Понятие базовой конфигурации может меняться. В настоящее время в базовой конфигурации рассматривают четыре устройства:
• системный блок;
• монитор;
• клавиатура;
• мышь.
Системный блок представляет собой основной узел, внутри
которого установлены наиболее важные компоненты. Устройства, находящиеся внутри системного блока, называют внутренними, а устройства, подключаемые к нему снаружи, — внешними.
Внешние дополнительные устройства, предназначенные для ввода, вывода и дли тельного хранения данных, также называют wфг/0e'J!?wшbшг/ [1.с.62].
Системный блок содержит:
- материнскую плату;
- платы расширения (контроллеры или адаптеры для подключения и управления внешними устройствами – монитором, принтером и др.);
- разъёмы (слоты) для подсоединения дополнительных устройств (плат расширения). Слоты размещены на материнской плате;
- разъёмы (порты) для подключения внешних устройств. Порты расположены на задней стенке ПК;
- накопитель на жёстком магнитном диске;
- приводы для внешних магнитных и оптических дисков;
- шины;
- блок питания. [3].
По внешнему виду системные блоки различаются формой корпуса. Корпуса персональных компьютеров выпускают в горизонтальном {desktop) и вертикальном {tower) исполнении. Корпуса, имеющие вертикальное исполнение, различают по габаритам: полноразмерный {big tower), среднеразмерный {midi tower) и малоразмерный {mini tower). Среди корпусов, имеющих горизонтальное исполнение, выделяют плоские и особо плоские {slim). Кроме формы, для корпуса важен параметр, называемый форм-фактором. От него зависят требования к размещаемым устройствам. Прежним стандартом корпуса персональных компьютеров был форм-фактор AT, в настоящее время в основном используются корпуса форм-фактора АТХ. Форм-фактор корпуса должен быть обязательно согласован с форм-фактором главной (системной) платы компьютера, так называемой материнской платы.
Корпуса персональных компьютеров поставляются вместе с блоком питания и, таким образом, мощность блока питания также является одним из параметров корпуса. Для массовых моделей достаточной является мощность блока питания 250-300 Вт [1.с.62].
Материнская плата — основная плата персонального
компьютера. На ней размещаются:
-процессор — основная микросхема, выполняющая большинство математических и логических операций;
-микропроцессорный комплект (чипсет) — набор микросхем, управляющих работой внутренних устройств компьютера и определяющих основные функциональные возможности материнской платы;
-шины — наборы проводников, по которым происходит обмен сигналами между внутренними устройствами компьютера;
- оперативная память (оперативное запоминающее устройство, ОЗУ) — набор микросхем, предназначенных для временного хранения данных, когда компьютер включен;
- ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) — микросхема, предназначенная для длительного хранения данных, в том числе и когда компьютер выключен;
- разъемы для подключения дополнительных устройств (слоты) [2].
Вопрос 2. Компьютерные сети: локальные сети. Понятие локальной
сети, функциональные группы устройств в сети (сервер, рабочая станция), виды сетей (одноранговая, с выделенным сервером), физическая передающая среда, топологии.
Компьютерная сеть – это совокупность компьютеров и различных устройств, обеспечивающих информационный обмен между компьютерами в сети без использования каких-либо промежуточных носителей информации [4].
Локальная вычислительная сеть (ЛВС, локальная сеть / Local Area
Network, LAN) – компьютерная сеть, обеспечивающая передачу данных на небольшие расстояния (от нескольких десятков метров до нескольких
километров) со скоростью, как правило, не менее 1 Мбит/с [5.с.177].
В обобщенной структуре ЛВС выделяются совокупность абонентских узлов, систем (их число может быть от десятков до сотен), серверов и коммуникационная подсеть (КП).
Основными компонентами сети являются кабели (передающие среды),
рабочие станции (АРМ пользователей сети), платы интерфейса сети (сетевые
адаптеры), серверы сети. Рабочими станциями (PC) в ЛВС служат, как правило, персональные компьютеры (ПК). На PC пользователями сети реализуются прикладные задачи, выполнение которых связано с понятием вычислительного процесса.
Серверы сети — это аппаратно-программные системы, выполняющие
функции управления распределением сетевых ресурсов общего доступа, которые могут работать и как обычная абонентская система. В качестве аппаратной части сервера используются достаточно мощный ПК, мини-ЭВМ, большая ЭВМ или компьютер, спроектированный специально как сервер. В ЛВС может быть несколько различных серверов для управления сетевыми ресурсами, однако всегда имеется один (или более) файл-сервер (сервер баз данных) для управления внешними ЗУ общего доступа и организации распределенных баз данных (РБД).
Рабочие станции и серверы соединяются с кабелем коммуникационной
подсети с помощью интерфейсных плат — сетевых адаптеров (СА). Основные функции СА: организация приема (передачи) данных из (в) PC, согласование скорости приема (передачи) информации (буферизация), формирование пакета данных, параллельно-последовательное преобразование (конвертирование), кодирование (декодирование) данных, проверка правильности передачи, установление соединения с требуемым абонентом сети, организация собственно обмена данными. В ряде случаев перечень функций СА существенно увеличивается, и тогда они строятся на основе микропроцессоров и встроенных модемов. В ЛВС в качестве кабельных передающих сред используются витая пара, коаксиальный кабель и оптоволоконный кабель.
Кроме указанного, в ЛВС используется следующее сетевое оборудование: приемопередатчики (трансиверы) и повторители (репитеры)- для объединения сегментов локальной сети с шинной топологией; концентраторы (хабы) — для формирования сети произвольной топологии (используются активные и Пассивные концентраторы); мосты — для объединения локальных сетей в единое целое и повышения производительности этого целого путем регулирования трафика пользователя) между отдельными подсетями; маршрутизаторы и коммутаторы — для реализации функций коммутации и маршрутизации при управлении трафиком в сегментированных (состоящих из взаимосвязанных
сегментов) сетях. В отличие от мостов, обеспечивающих сегментацию сети на физическом уровне, маршрутизаторы выполняют ряд «интеллектуальных» функций при управлении трафиком. Коммутаторы, выполняя практически те же функции, что и маршрутизаторы, превосходят их по производительности и обладают меньшей латентностью (аппаратная временная задержка между получением и пересылкой информации); модемы (модуляторы — демодуляторы) — для согласования цифровых сигналов, генерируемых компьютером, с аналоговыми сигналами современной телефонной линии; анализаторы — для контроля качества функционирования сети; сетевые тестеры — для проверки кабелей и отыскания неисправностей в системе установленных кабелей.
Основные характеристики ЛВС:
• территориальная протяженность сети (длина общего канала связи);
• максимальная скорость передачи данных;
• максимальное число АС в сети;
• максимально возможное расстояние между рабочими станциями в сети;
• топология сети;
• вид физической среды передачи данных;
• максимальное число каналов передачи данных;
• тип передачи сигналов (синхронный или асинхронный);
• метод доступа абонентов в сеть;
• структура программного обеспечения сети;
• возможность передачи речи и видеосигналов;
• условия надежной работы сети;
• возможность связи ЛВС между собой и с сетью более высокого уровня;
• возможность использования процедуры установления приоритетов
при одновременном подключении абонентов к общему каналу [6.с.1].
Одноранговые сети (peеr-to-peеr) – сети с равноправными компьютерами, которые могут использовать ресурсы друг друга. Некоторые одноранговые сети позволяют использовать компьютеры как в качестве рабочей станции в составе сети, так и в качестве выделенного и невыделенного сервера. Архитектура одноранговой сети оправдана, если:
• количество пользователей не превышает 10;
• пользователи расположены компактно;
• вопросы защиты данных не критичны;
• имеется необходимость повысить производительность и эффективность офисной деятельности путем совместного использования файлов и периферийного оборудования.
Достоинства:
• умеренная стоимость;
• простота построения и эксплуатации (нет необходимости в сетевом администрировании).
Недостатки:
• небольшой размер сети, объединяющей обычно не более 10 пользователей (компьютеров), образующих рабочую группу;
• трудно обеспечить должную защиту информации при большом размере сети.
Сети типа "клиент-сервер" содержат:
• серверы – мощные компьютеры, владеющие разделяемыми между пользователями сети ресурсами и управляющие доступом к ним клиентов;
• клиенты – менее мощные компьютеры сети, владеющие неразделяемыми ресурсами и имеющие доступ к ресурсам серверов. Архитектура сети типа "клиент-сервер" оправдана, если:
• в сети планируется работа с единым сетевым ресурсом, например, одновременная работа нескольких пользователей с общей базой данных, расположенной на сервере;
• целесообразно сосредоточить все разделяемые сетевые ресурсы (например, сетевой принтер) в одном месте и не требуется общение рабочих станций между собой.
Достоинства:
• высокая производительность за счет разделения ресурсов сети; возможность организации эффективной защиты данных;
• эффективная организация резервного копирования данных;
• способность поддерживать работу в сети сотен и тысяч пользователей;
• хорошие возможности для расширения.
Недостатки:
•требуют постоянного квалифицированного обслуживания администрирования.
Сервер ЛВС – выделенный компьютер, который предоставляет другим компьютерам сети доступ к общим сетевым ресурсам. Программа, реагирующая на соответствующие запросы и выполняющая их, называется службой или сервисом. Серверы делятся на:
• файл-серверы;
• прикладные серверы.
Файл-сервер предоставляет доступ к общему дисковому пространству, в котором хранятся общедоступные файлы, и, в основном, определяет возможности ЛВС.
Прикладные серверы представляют собой средства расширения возможностей ЛВС и включают в себя: сервер баз данных, сервер печати, сервер резервирования, факс-сервер и т.д. [5.с.181].
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. На базе физической передающей среды строится коммуникационная сеть.
Таким образом, компьютерная сеть – это совокупность абонентских систем и коммуникационной сети. [7].
Под топологией (конфигурацией, структурой) компьютерной сети обычно понимается расположение компьютеров сети друг относительно друга и способ соединения их линиями связи.
Топология определяет требования к оборудованию, тип используемого кабеля, возможные и наиболее удобные методы управления обменом, надежность работы, возможности расширения сети.
Существует три основных топологии сети:
• шина (bus), при которой все компьютеры параллельно подключаются к одной линии связи и информация от каждого компьютера одновременно передается всем остальным компьютерам;
• звезда (star), при которой к одному центральному компьютеру присоединяются остальные периферийные компьютеры, причем каждый из них использует свою отдельную линию связи;
• кольцо (ring), при которой каждый компьютер передает информацию всегда только одному компьютеру, следующему в цепочке, а получает информацию только от предыдущего в цепочке компьютера, и эта цепочка замкнута в «кольцо».
На практике нередко используют и комбинации базовых топологий, но
большинство сетей ориентированы именно на эти три. Рассмотрим теперь кратко особенности перечисленных сетевых топологий.
Топология «шина». В топологии «шина» по своей структуре
предполагается идентичность сетевого оборудования компьютеров, а также равноправие всех абонентов. При таком соединении компьютеры могут передавать только по очереди, так как линия связи единственная. В противном случае передаваемая информация будет искажаться в результате наложения сигналов (конфликта, коллизии). Таким образом, в шине реализуется режим полудуплексного (half duplex) обмена (в обоих направлениях, но по очереди, а не одновременно). В топологии «шина» отсутствует центральный абонент, через которого передается вся информация, что увеличивает ее надежность (ведь при отказе любого центра перестает функционировать вся управляемая этим центром система).
Добавление новых абонентов в шину довольно просто и обычно возможно даже во время работы сети. В большинстве случаев при использовании шины требуется минимальное количество соединительного кабеля по сравнению с другими топологиями.
Так как разрешение возможных конфликтов в данном случае кладется на сетевое оборудование каждого отдельного абонента, аппаратура сетевого адаптера при топологии «шина» получается сложнее, чем при других топологиях. Однако из- за широкого распространения сетей с топологией «шина» (Ethernet, Arcnet) стоимость сетевого оборудования получается не слишком высокой.
Шине не страшны отказы отдельных компьютеров, так как все остальные компьютеры сети могут нормально продолжать обмен. Может показаться, что шине не страшен и обрыв кабеля, поскольку в этом случае мы получим две вполне работоспособные шины. Однако из-за особенностей распространения электрических сигналов по длинным линиям связи необходимо предусматривать включение на концах шины специальных согласующих устройств - терминаторов. Без включения терминаторов сигнал отражается от конца линии и искажается так, что связь по сети становится невозможной. Так что при разрыве или повреждении кабеля нарушается согласование линии связи, и прекращается обмен даже между теми компьютерами, которые остались соединенными между собой.
Короткое замыкание в любой точке кабеля шины выводит из строя всю сеть. Любой отказ сетевого оборудования в шине очень трудно локализовать, так как все адаптеры включены параллельно, и понять, какой из них вышел из строя, не так-то просто.
При прохождении по линии связи сети с топологией «шина» информационные сигналы ослабляются и никак не восстанавливаются, что накладывает жесткие ограничения на суммарную длину линий связи, кроме того, каждый абонент может получать из сети сигналы разного уровня в зависимости от расстояния до передающего абонента. Это предъявляет дополнительные требования к приемным узлам сетевого оборудования. Для увеличения длины сети с топологией «шина» часто используют несколько сегментов (каждый из которых представляет собой шину), соединенных между собой с помощью специальных восстановителей сигналов - репитеров, или повторителей. Однако такое наращивание длины сети не может продолжаться бесконечно, так как существуют еще и ограничения, связанные с конечной скоростью распространения сигналов по линиям связи.
Топология «звезда». «Звезда» - это топология с явно выделенным
центром, к которому подключаются все остальные абоненты. Весь обмен информацией идет исключительно через центральное устройство, на который таким образом кладется очень большая нагрузка, поэтому ничем другим, кроме сети, он заниматься не может. Понятно, что сетевое оборудование центрального абонента должно быть существенно более сложным, чем оборудование периферийных абонентов. О равноправии абонентов в данном случае говорить не приходится. Как правило, именно центральный абонент является самым мощным, и именно на него возлагаются все функции по управлению обменом. Никакие конфликты в сети с топологией «звезда» в принципе невозможны, так как управление полностью централизовано, конфликтовать нечему.
Если говорить об устойчивости звезды к отказам компьютеров, то выход из строя периферийного компьютера никак не отражается на функционировании оставшейся части сети, зато любой отказ центрального устройства делает сеть полностью неработоспособной. Поэтому должны приниматься специальные меры по повышению надежности центрального устройства. Обрыв любого кабеля или короткое замыкание в нем при топологии «звезда» нарушает обмен только с одним компьютером, а все остальные компьютеры могут нормально продолжать работу.
В отличие от шины, в звезде на каждой линии связи находятся только два абонента. Таким образом, на каждой линии связи имеется только один приемник и один передатчик. Все это существенно упрощает сетевое оборудование по сравнению с шиной и избавляет от необходимости применения дополнительных внешних терминаторов. Проблема затухания сигналов в линии связи также решается в «звезде» проще, чем в «шине», ведь каждый приемник всегда получает сигнал одного уровня.
Описанная выше топология носит название активной, или истинной, звезды. Существует также топология, называемая пассивной звездой, которая только внешне похожа на звезду. В центре сети с данной топологией помещается не компьютер, а концентратор, или хаб (hub), выполняющий ту же функцию, что и репитер. Он восстанавливает приходящие сигналы и пересылает их в другие линии связи. Хотя схема прокладки кабелей подобна истинной или активной звезде, фактически мы имеем дело с шинной топологией, так как информация от каждого компьютера одновременно передается ко всем остальным компьютерам, а центрального абонента не существует. Естественно, пассивная звезда получается дороже обычной шины, так как в этом случае обязательно требуется еще и концентратор. Однако она предоставляет целый ряд дополнительных возможностей, связанных с преимуществами звезды. Именно поэтому в последнее время пассивная звезда все больше вытесняет истинную шину, которая считается малоперспективной топологией.
Большое достоинство звезды (как активной, так и пассивной) состоит в том, что все точки подключения собраны в одном месте. Это позволяет легко контролировать работу сети, локализовать неисправности сети путем простого отключения от центра тех или иных абонентов (что невозможно, например, в случае шины), а также ограничивать доступ посторонних лиц к жизненно важным для сети точкам подключения. К каждому периферийному абоненту в случае звезды может подходить как один кабель (по которому идет передача в обоих направлениях), так и два кабеля (каждый из них передает в одном направлении), причем вторая ситуация встречается чаще.
Общим недостатком для всех топологий типа «звезда» является значительно больший, чем при других топологиях, расход кабеля. Например, если компьютеры расположены в одну линию, то при выборе топологии «звезда» понадобится в несколько раз больше кабеля, чем при топологии «шина». Это может существенно повлиять на стоимость всей сети в целом.
Топология «кольцо». «Кольцо» — это топология, в которой
каждый компьютер соединен линиями связи только с двумя другими: от одного он только получает информацию, а другому только передает. На каждой линии связи, как и в случае звезды, работает только один передатчик и один приемник. Это позволяет отказаться от применения внешних терминаторов. Важная особенность кольца состоит в том, что каждый компьютер ретранслирует (восстанавливает) приходящий к нему сигнал, то есть выступает в роли репитера, поэтому затухание сигнала во всем кольце не имеет никакого значения, важно только затухание между соседними компьютерами кольца. Четко выделенного центра в данном случае нет, все компьютеры могут быть одинаковыми. Однако довольно часто в кольце выделяется специальный абонент, который управляет обменом или контролирует обмен. Понятно, что наличие такого управляющего абонента снижает надежность сети, так как выход его из строя сразу же парализует весь обмен.
Строго говоря, компьютеры в кольце не являются полностью равноправными (в отличие, например, от шинной топологии). Одни из них обязательно получают информацию от компьютера, ведущего передачу в данный момент, раньше, а другие - позже. Именно на этой особенности топологии и строятся методы управления обменом по сети, специально рассчитанные на «кольцо». В этих методах право на следующую передачу (или, как еще говорят, на захват сети) переходит последовательно к следующему по кругу компьютеру.
Подключение новых абонентов в «кольцо» обычно безболезненно, хотя и требует обязательной остановки работы всей сети на время подключения. Как и в случае топологии «шина», максимальное количество абонентов в кольце может быть довольно велико (до тысячи и больше). Кольцевая топология обычно является самой устойчивой к перегрузкам, она обеспечивает уверенную работу с самыми большими потоками передаваемой по сети информации, так как в ней, как правило, нет конфликтов (в отличие от шины), а также отсутствует центральный абонент (в отличие от звезды). Так как сигнал в кольце проходит через все компьютеры сети, выход из строя хотя бы одного из них (или же его сетевого оборудования) нарушает работу всей сети в целом. Точно так же любой обрыв или короткое замыкание в любом из кабелей кольца делает работу всей сети невозможной. Кольцо наиболее уязвимо к повреждениям кабеля, поэтому в этой топологии обычно предусматривают прокладку двух (или более) параллельных линий связи, одна из которых находится в резерве.
В то же время крупное преимущество кольца состоит в том, что ретрансляция сигналов каждым абонентом позволяет существенно увеличить размеры всей сети в целом (порой до нескольких десятков километров). Кольцо в этом отношении существенно превосходит любые другие топологии. Недостатком кольца (по сравнению со звездой) можно считать то, что к каждому компьютеру сети необходимо подвести два кабеля.
Иногда топология «кольцо» выполняется на основе двух кольцевых линий связи, передающих информацию в противоположных направлениях. Цель подобного решения — увеличение (в идеале - вдвое) скорости передачи информации. К тому же при повреждении одного из кабелей сеть может работать с другим кабелем (правда, предельная скорость уменьшится).
Гибридные топологии. Кроме трех рассмотренных основных,
базовых топологий нередко применяются и комбинированные топологии, среди которых наибольшее распространение получили звездно-шинная и звездно-кольцевая.
В звездно-шинной (star-bus) топологии используется комбинация шины и пассивной звезды. В этом случае к концентратору подключаются как отдельные компьютеры, так и целые шинные сегменты, то есть на самом деле реализуется физическая топология «шина», включающая все компьютеры сети. В данной топологии может использоваться и несколько концентраторов, соединенных между собой и образующих так называемую магистральную, опорную шину. К каждому из концентраторов при этом подключаются отдельные компьютеры или шинные сегменты. Таким образом, пользователь получает возможность гибко комбинировать преимущества шинной и звездной топологий, а также легко изменять количество компьютеров, подключенных к сети.
В случае звездно-кольцевой (star-ring) топологии в кольцо объединяются не сами компьютеры, а специальные концентраторы, к которым в свою очередь подключаются компьютеры с помощью звездообразных двойных линий связи. В действительности все компьютеры сети включаются в замкнутое кольцо, так как внутри концентраторов все линии связи образуют замкнутый контур. Данная топология позволяет комбинировать преимущества звездной и кольцевой топологий [4.с.11]
Список использованной литературы
1.Информатика. Базовый курс. 2-е издание. Под ред. С.В. Симоновича – СПБ.: Питер, 2005
2.https://www.altstu.ru/media/f/Tema-5-Sostav-elementov-PK.pdf
3.https://infourok.ru/sostav-personalnogo-kompyutera-chast-osnovnie-ustroystva-2736948.html
4.https://www.microinform.ru/internetcourses/internetcourse1.pdf
5.https://books.ifmo.ru/file/pdf/752.pdf
6.https://portal.tpu.ru/SHARED/g/GTSAPKO/study/Study2/L14.pdf
7.http://www.school497.ru/download/u/01/urok1/les1.html
