Сети информационного обмена
Компьютерная сеть — это множество компьютеров, соединенных линиями связи и работающих под управлением специального программного обеспечения. Под линией связи обычно понимают совокупность технических устройств и физической среды, обеспечивающих передачу сигналов от передатчика к приемнику.
В реальной жизни примерами линий связи могут служить участки кабеля и усилители, обеспечивающие передачу сигналов между коммутаторами телефонной сети. На основе линий связи строятся каналы связи. Каналом связи обычно называют систему технических устройств и линий связи, обеспечивающую передачу информации между абонентами. Соотношение между понятиями «канал» и «линия» описывается следующим образом: канал связи может включать в себя несколько разнородных линий связи, а одналиния связи может использоваться несколькими каналами
(рис. 1.3).
Рис. 1.3. Линии и каналы связи
Главной целью объединения компьютеров в сеть является предоставление пользователям возможности доступа к различным информационным ресурсам (например, к документам, программам, базам данных и т.д.), распределенным по этим компьютерам, а также предоставление им возможности совместного использования этих ресурсов.
Важной характеристикой любой компьютерной сети является широта территории, которую она охватывает. Широта охвата определятся взаимной удаленностью компьютеров, составляющих сеть, и, следовательно, она влияет на технологические решения, выбираемые при построении сети. Выделяют два типа сетей: локальные сети и глобальные сети. К локальным сетям обычно относят сети, компьютеры которых сосредоточены на относительно небольших территориях (как правило, в радиусе до одного—двух километров). Классическим примером локальных сетей является сеть одного предприятия, расположенного в одном или нескольких стоящих рядом зданиях.
Небольшой размер локальных сетей позволяет использовать для их построения достаточно дорогие, высококачественные технологии, что обеспечивает высокую скорость обмена информацией между компьютерами (рис. 1.4 а).
Рис. 1.4. Сети информационного обмена
Глобальные сети — это сети, предназначенные для объединения отдельных компьютеров и локальных сетей, расположенных на значительном удалении (сотни и тысячи километров) друг от друга. Поскольку организация специализированных высококачественных каналов связи большой протяженности является достаточно дорогой, то в глобальных сетях нередко используются уже существующие и изначально не предназначенные для построения компьютерных сетей линии (например, телефонные или телеграфные). В связи с этим скорость передачи данных в таких сетях существенно ниже, чем в локальных (рис. 1.4 б).
Не так давно к двум указанным типам сетей добавился еще один — так называемые городские сети (Metropolitan Area Network, MAN). Такие сети предназначены для обеспечения взаимодействия компьютеров и/или локальных сетей, рассредоточенных на территории крупного города (как правило, в радиусе до 100 километров), а также для подключения локальных сетей к глобальным. Для построения таких сетей используются достаточно качественные цифровые линии связи, позволяющие осуществлять взаимодействие на высоких по сравнению с глобальными сетями скоростях (рис. 1.5).
Независимо от того, какую территорию покрывает сеть, какие технологические решения лежат в основе ее организации, существуют общие принципы сетевого взаимодействия, которым должно подчиняться функционирование сети. Именно выработка таких общих принципов способствовала в свое время появлению Интернета как объединенной сети (иногда даже используется термин «гиперсеть»), собравшей в своем составе локальные, городские и глобальные сети всей планеты (рис. 1.6).
Рис.
1.6. Интернет как объединенная сеть
Рис. 1.5. Городская сеть
По характеру реализуемых функций сети делятся на вычислительные (основные функции таких сетей — обработка информации), информационные (для получения справочных данных по запросам пользователей), информационно-вычислительные, или смешанные, в которых в определенном непостоянном соотношении выполняются вычислительные и информационные функции.
По способу управления ИВС делятся на сети с централизованным (в сети имеется один или несколько управляющих органов), децентрализованным (каждая АС имеет средства для управления сетью) и смешанным управлением, в которых в определенном сочетании реализованы принципы централизованного и децентрализованного управления.
По организации передачи информации сети делятся на сети с селекцией информации и с маршрутизацией информации.
В сетях с селекцией информации, строящихся на основе моноканала, взаимодействие АС производится выбором (селекцией) адресованных им блоков данных (кадров): всем АС сети доступны все передаваемые в сети кадры, но копию кадра снимают только АС, которым они предназначены.
В сетях с маршрутизацией информации для передачи кадров может использоваться несколько маршрутов. Коммуникационные системы сети решают задачи выбора оптимального маршрута.
По типу организации передачи данных сети с маршрутизацией информации делятся на:
• сети с коммутацией цепей (каналов);
• сети с коммутацией сообщений;
• сети с коммутацией пакетов.
В эксплуатации находятся сети, в которых используются смешанные системы передачи данных.
По топологии (конфигурации элементов в ИВС) сети делятся на два класса (рис 1.7): широковещательные и последовательные.
Широковещательные конфигурации и значительная часть последовательных конфигураций (кольцо, звезда с интеллектуальным центром, иерархическая) характерны для ЛВС. В широковещательных конфигурациях в любой момент времени на передачу кадра может работать только одна рабочая станция (абонентная система).
Остальные PC сети могут принимать этот кадр, т.е. такиеконфигурации характерны для ЛВС с селекцией информации. Основные типы широковещательной конфигурации — общая шина, дерево, звезда с пассивным центром. Для глобальных и региональных сетей наиболее распространенной является произвольная (ячеистая) конфигурация. Нашли применение также иерархическая конфигурация и «звезда».
Рис. 1.7. Топология вычислительных систем
Контрольные вопросы
1. Дайте определение понятия информации.
2. Что называется данными?
3. Что называется записью?
4. Приведите пример информационного процесса.
5. Приведите пример информационного обмена.
6. Как соединяются операционное и фактуальное знание в рамках прикладной программы?
7. Как соединяются операционное и фактуальное знание в рамках систем, основанных на обработке баз данных?
1. Как соединяются операционное и фактуальное знание в рамках интеллектуальных информационных систем, основанных на обработке баз знаний?
2. Как соединяются операционное и фактуальное знание в рамках интеллектуальных информационных систем, основанных на моделях?
3. Перечислите типы сетей информационного обмена.
4. Укажите отличия локальных, городских и глобальных информационных сетей.
5. Приведите примеры организации передачи информации в сетях.
6. Укажите типы передачи информации в сетях.
7. Приведите примеры топологии информационно-вычислительных сетей.
2.