Архитектуры и аппаратные компоненты компьютерных сетей и систем

1. Архитектуры и аппаратные компоненты компьютерных сетей и систем

АРХИТЕКТУРЫ И АППАРАТНЫЕ
КОМПОНЕНТЫ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ И
СИСТЕМ
1. Понятия сетевой архитектуры, сети и
системы.
2. Виды сетей.
3. Типы архитектур, топологии, методы
доступа; их характеристики.
4. Типы кабелей (витая пара,
коаксиальный кабель, оптоволоконный
кабель).
5. Модели информационных систем.
6. Структуры информационных систем.

2. ПОНЯТИЯ СЕТЕВОЙ АРХИТЕКТУРЫ, СЕТИ И СИСТЕМЫ.

Компьютерная сеть – набор
связанных между собой
автономных компьютеров для
совместного решения
информационных,
вычислительных и других задач.
Два компьютера называются
связанными, если они могут
обмениваться информацией.

3.

Сетевая архитектура (network
architecture) – это комбинация
топологий, методов доступа к среде
передачи данных и протоколов,
необходимых для создания
работоспособной сети.
Сеть – группа соединенных
компьютеров и других устройств
Система есть совокупность или
множество связанных между собой
элементов.

4. Виды сетей.

ВИДЫ СЕТЕЙ.
Простейшим видом сети является
одноранговая, обеспечивающая связь
персональных компьютеров конечных
пользователей и позволяющая совместно
использовать дисководы, принтеры, файлы.
Более развитые сети помимо компьютеров
конечных пользователей (рабочих станций)
включают специальные выделенные
компьютеры—серверы.
Сервер—это компьютер, выполняющий в сети
особые функции обслуживания остальных
компьютеров в сети.

5.

В одноранговой сети все компьютеры
равноправны: нет иерархии среди
компьютеров и нет выделенного (dedicated)
сервера. Как правило, каждый компьютер
функционирует и как клиент, и как сервер;
иначе говоря, нет отдельного компьютера,
ответственного за администрирование всей
сети. Все пользователи самостоятельно
решают, какие данные на своем компьютере
сделать общедоступными по сети.

6.

Одноранговые сети называют также рабочими группами.
Рабочая группа — это небольшой коллектив, поэтому в
одноранговых сетях чаще всего не более 30 компьютеров.

7.

Реализация
Одноранговая сеть
характеризуется рядом
стандартных решений:
компьютеры расположены на
рабочих столах пользователей;
пользователи сами выступают в
роли администраторов и
обеспечивают защиту
информации;
для объединения компьютеров в
сеть применяется простая
кабельная система.
Целесообразность применения
Одноранговая сеть вполне
подходит там, где:
количество пользователей не
превышает 30 человек;

8. Сети на основе сервера

СЕТИ НА ОСНОВЕ СЕРВЕРА
Если к сети подключено более 30
пользователей, то одноранговая сеть, где
компьютеры выступают в роли и клиентов, и
серверов, может оказаться недостаточно
производительной. Поэтому большинство сетей
использует выделенные серверы. Выделенным
называется такой сервер, который
функционирует только как сервер (исключая
функции клиента или рабочей станции). Они
специально оптимизированы для быстрой
обработки запросов от сетевых клиентов и для
управления защитой файлов и каталогов.

9.

10. Типы архитектур, топологии, методы доступа; их характеристики.

ТИПЫ АРХИТЕКТУР, ТОПОЛОГИИ, МЕТОДЫ
ДОСТУПА; ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ.
Термин сетевая топология обозначает
физическое расположение компьютеров,
кабелей и других сетевых компонентов.
Существуют три базовые топологии сети:
-Шина (Bus)
-Звезда (Star)
- Кольцо (Ring)

11. Шина (Bus)

ШИНА (BUS)
Шина – пассивная топология. Компьютеры не перемещают
данные от отправителя к получателю. Если один компьютер
выходит из строя, это не скажется на работе сети. В активных
топологиях компьютеры регенерируют сигналы и передают их
дальше по сети.

12.

Преимущества сетей шинной топологии:
отказ одного из узлов не влияет на работу сети в целом;
сеть легко настраивать и конфигурировать;
сеть устойчива к неисправностям отдельных узлов.
Недостатки сетей шинной топологии:
разрыв кабеля может повлиять на работу всей сети;
ограниченная длина кабеля и количество рабочих
станций;
трудно определить дефекты соединений

13. Звезда (Star)

ЗВЕЗДА (STAR)
В сети построенной по топологии типа “звезда” каждая
рабочая станция подсоединяется кабелем (витой парой) к
концентратору или хабу (hub). Концентратор обеспечивает
параллельное соединение ПК и, таким образом, все
компьютеры, подключенные к сети, могут общаться друг с
другом.

14.

Преимущества сетей топологии звезда:
легко подключить новый ПК;
имеется возможность централизованного
управления;
сеть устойчива к неисправностям отдельных ПК и к
разрывам соединения отдельных ПК.
Недостатки сетей топологии звезда:
отказ хаба влияет на работу всей сети;
большой расход кабеля;

15. Кольцо (Ring)

КОЛЬЦО (RING)
В сети с топологией кольцо все
узлы соединены каналами
связи в неразрывное кольцо
(необязательно окружность), по
которому передаются данные.
Выход одного ПК соединяется
со входом другого ПК. Начав
движение из одной точки,
данные, в конечном счете,
попадают на его начало.
Данные в кольце всегда
движутся в одном и том же
направлении.

16.

Принимающая рабочая станция
распознает и получает только
адресованное ей сообщение.
Данную сеть очень легко создавать и
настраивать. К основному недостатку
сетей топологии кольцо является то, что
повреждение линии связи в одном
месте или отказ ПК приводит к
неработоспособности всей сети.

17. ТИПЫ КАБЕЛЕЙ (ВИТАЯ ПАРА, КОАКСИАЛЬНЫЙ КАБЕЛЬ, ОПТОВОЛОКОННЫЙ КАБЕЛЬ).

Кабели являются наиболее
распространенной физической средой
передачи информации в сетях.
Используются несколько типов кабелей.
Они отличаются толщиной, скоростью
передачи данных, сложностью
установки, ценой и т. д. В различных
ситуациях могут потребоваться
различные типы кабелей.

18. Витая пара

ВИТАЯ ПАРА
Витая пара (Twisted pair) имеет до 4-х
изолированных проводников в одной
металлической оплётке или без неё. Каждая
пара проводов для защиты от помех от
соседних пар проводов и внешних источников
скручивается с различным шагом –
количеством витков на дюйм.

19. Коаксиальный кабель

КОАКСИАЛЬНЫЙ КАБЕЛЬ
Коаксиальный кабель состоит из двух проводников,
окружённых изолирующими слоями:
1) центральный провод;
2) изолятор центрального провода;
3) экранирующий проводник;
4) внешний изолятор и защитная оболочка.
Различают два вида коаксиальных проводов:
а) толстый коаксиальный кабель (~10мм в диаметре),
который обеспечивает хорошие механические и
электрические характеристики. Однако с ним связана
трудность монтажа, так как он плохо гнётся;
б)тонкий коаксиальный кабель (~5мм в диаметре)
обладает худшими, чем толстый характеристиками, но
удобен в монтаже, хотя часто ломается в местах разъёма.

20. Оптоволоконный кабель

ОПТОВОЛОКОННЫЙ КАБЕЛЬ
Оптоволоконный кабель – тонкие (от 5 до 15 микрон)
волокна (стеклянные провода), по которым
распространяются сигналы в виде световых
импульсов.
Волоконно-оптические кабели обеспечивает
наивысшую скорость передачи; они более надёжны,
так как не подвержены потерям информации из-за
электромагнитных помех. Являются наиболее
перспективным типом кабельного соединения, так
как имеют высокую скорость передачи (до 10
гигабит/с).

21.

Недостатки оптоволокна в основном
связаны со стоимостью его прокладки
и эксплуатации, которые намного
выше, чем для медной среды передачи
данных.
Оптоволоконный кабель состоит из
сердечника, сделанного из стекла
(кварца), оболочки, окружающей
сердечник, затем следует слой
пластиковой прокладки и волокна из
кевлара для придания прочности. Вся
эта структура помещена внутрь
тифлоновой или
поливинилхлоридной «рубашки».

22. Модели информационных систем.

МОДЕЛИ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ.
Информационные_системы обеспечивают сбор,
хранение, обработку, поиск, выдачу информации,
необходимой в процессе принятия решений задач
из любой области. Они помогают анализировать
проблемы и создавать новые продукты.
Необходимо понимать разницу между
компьютерами и информационными системами.
Компьютеры, оснащенные специализированными
программными средствами, являются технической
базой и инструментом для информационных
систем. Информационная система немыслима без
персонала, взаимодействующего с компьютерами и
телекоммуникациями.

23. Информационная система определяется следующими свойствами:

ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ
СЛЕДУЮЩИМИ СВОЙСТВАМИ:
любая информационная система может быть
подвергнута анализу, построена и управляема
на основе общих принципов построения систем;
информационная система является
динамичной и развивающейся;
при построении информационной системы
необходимо использовать системный подход;
выходной продукцией информационной
системы является информация, на основе
которой принимаются решения;
информационную систему следует
воспринимать как человеко - компьютерную
систему обработки информации.

24. Структуры информационных систем.

СТРУКТУРЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ
СИСТЕМ.
Структура любой информационной системы может
быть представлена совокупностью
обеспечивающих подсистем

25. Техническое обеспечение

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
Комплекс технических средств составляют:
компьютеры любых моделей;
устройства сбора, накопления, обработки,
передачи и вывода информации;
устройства передачи данных и линий связи;
оргтехника и устройства автоматического
съема информации;
эксплуатационные материалы и др.
Документацией оформляются предварительный
выбор технических средств, организация их
эксплуатации, технологический процесс
обработки данных, технологическое
оснащение.

26. Математическое обеспечение

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
К средствам МО относятся:
средства моделирования процессов
управления;
типовые задачи управления;
методы математического программирования,
математической статистики, теории массового
обслуживания и др.

27. программное обеспечение

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
В состав ПО входят общесистемные и специальные
программные продукты, а также техническая
документация.
К общесистемному программному обеспечению
относятся комплексы программ, ориентированные на
пользователей и предназначенных для решения
типовых задач обработки информации.
Специальное программное обеспечение представляет
собой совокупность программ, разработанных при
создании конкретной информационной системы.
Техническая документация на разработку
программных средств должна содержать описание
задач, задание на алгоритмизацию, экономикоматематическую модель задачи, контрольные
примеры.

28. Информационное обеспечение

Назначение подсистемы ИО состоит в своевременном
формировании и выдаче достоверной информации для
принятия управленческих решений.
Унифицированные системы документации создаются на
государственном, республиканском, отраслевом и региональном
уровнях.
Главная цель - это обеспечение сопоставимости показателей
различных сфер общественного производства.
Разработаны стандарты, где устанавливаются
требования к:
унифицированным системам документации;
унифицированным формам документов различных уровней
управления;
составу и структуре реквизитов и показателей;
порядку внедрения, ведения и регистрации унифицированных
форм документов.

29. ОРГАНИЗАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

ОО реализует следующие функции:
анализ существующей системы управления
организацией, где будет использоваться ИС, и
выявление задач, подлежащих автоматизации;
подготовку задач к решению на компьютере,
включая техническое задание на проектирование
ИС и технико-экономическое обоснование ее
эффективности;
разработку управленческих решений по составу и
структуре организации, методологии решения
задач, направленных на повышение
эффективности системы управления.

30. Правовое обеспечение

ПРАВОВОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ПрО этапов функционирования ИС включает:
статус ИС;
права, обязанности и ответственность
персонала;
правовые положения отдельных видов
процесса управления;
порядок создания и использования
информации и др.