Мережі. Інтернет

КОМП'ЮТЕРНІ МЕРЕЖІ

1. Види комп'ютерних мереж. Для обміну інформацією між користувачами використовують комп'ютерні мережі — комп'ютери, з'єднані між собою лініями зв'язку. Комп'ютерні мережі бувають локальні та глобальні.

Багато комп'ютерів облад­нано в  школах і універси­тетах, на заводах, в банках та в інших закладах. Щоб уникнути дублювання інформації, а також з метою обміну інформацією, ефек­тивного використання ресурсів (пам'яті, принтерів) і взаємодії користувачів, комп'ютери, які розміщені в межах одного будинку, міста, країни, континенту, об'єднують у комп'ютерні мережі.

У локальні мережі об'єднують комп'ютери, розміщені в одному будинку чи одній організації, наприклад, у школі, університеті, банку. Короткі лінії зв'язку дають змогу використати для пересилання інформації кабелі "вита пара" (UTP-5 - швидкість передачі даних 100 Мбіт/с і UTP-6 - швидкість 1 Гбіт/с).  В коаксиальних кабелях мала швидкість передачі даних (до 10 20 Мбіт/с), оптоволоконні використовують в спеціальних умовах (дуже дорогі). Використовується WI FI.

Декілька з'єднаних між собою лока льних мереж утворюють глобальну мережу.

Глобальні мережі зв'язують абонентів у межах міста, області, країни, планети. Наприклад, глобальними є мережі для замовлення авіаквитків, банківські ме­режі. Інформація в них пересилається зазвичай телефон­ними лініями зв'язку або через супутники.

Глобальні мережі умовно поділяють на регіональні, між­народні та міжконтинентальні.

Регіональні мережі з'єднують комп'ютери у межах міста, області, кількох підприємств, інститутів, банків. Інформація в них пересилається телефонними лініями зв'язку зі швидкістю від 50 Кбіт/с до 1 Тбіт/c (тобто 1000 Мбіт/с).

Міжнародні та міжконтинентальні мережі (наприклад, Bitnet, Relcom) об'єднують абонентів з різних країн. Наприклад, це мережі міжнародних авіакомпаній, банківські мережі. Інформація в таких мережах пересилається за допомогою космічних засобів зв'язку через супутники.

2. Апаратні та програмні засоби мереж. Найпростішим прикладом локальної мережі є два з'єднані між собою комп'ю­тери. З'єднання здійснюється спеціальним кабелем через гнізда-порти, що є на задній стінці системного блоку. В ОС Windows є  програмні засоби для підтримки функціонування такої системи, що називається «прямим з'єднанням».

Якщо у мережу з'єднують більше двох комп'ютерів, то для цього потрібна мережева плата, яка вставляється у материн­ську. Для IBM-сумісних ПК мережеві плати мають бути типу Ethernet. Для функціонування такої мережі потрібне спе­ціальне програмне забезпечення, куди входять програми для роботи з електронною поштою, для обміну даними між комп'ютерами та налаштування їх взаємодії.

Функціонування мереж підтримують спеціальні комп'ютери, які використовують для адміністративних потреб. Вони переві­ряють працездатність комп'ютерів мережі, розширюють або зву­жують мережу, ведуть облік, надають користувачам інформацію щодо ресурсів мережі.

Оскільки в локальну мережу інформація може надходити від інших локальних мереж, то для підтримки зв'язку використову­ють спеціальні комп'ютери і програми, які називаються шлюзами для мереж з різними протоколами і мостами для мереж з однаковими протоколами.

Основним технічним засобом під'єднання ПК до глобальної мережі через телефонну лінію є модем (точніше маршрутизатор switch).

3.  Технології мереж. Група осіб, які користуються локальною мережею, називаються робочою групою, а окремо взятий комп'ютер — робочою станцією.

Якщо всі комп'ютери в мережі рівноправні, то така локальна мережа називається одноранговою, і для неї є все необхідне програмне забезпечення у ОС Windows. Члени робочої групи мають доступ до незахищеної інформації на кожному комп'ютері.

Якщо в мережі є комп'ютер, з якого черпають інформацію робочі станції, то такий комп'ютер називається сервером, робочі станції — клієнтами, а з'єднання — мережею типу клієнт-сервер. На таких комп'ютерах обладнують спеціальне програм­не забезпечення (програму-сервер для сервера і програму-клієнт для робочої станції клієнта). Прикладами програм-клієнтів можуть слугувати програми-браузери (наприклад, Internet Еxplorer, Opera), програми електронної пошти (The Bat!, Outlook Express).

Робочі станції можуть розміщуватися на значній відстані від сервера, наприклад, вдома. Якщо вони з'єднуються із сервером телефонною лінією, то такий принцип з'єднання називається віддаленим доступом до сервера. Апаратна підтримка з'єд­нання здійснюється через модем. Якщо телефонна лінія вико­ристовується лише для роботи мережі, то таке з'єднання на­зивається виділеною лінією. Комп'ютер з віддаленим зв'язком до сервера інакше називають абонентським пунктом.

4. Види локальних мереж. За схемами (способами) з'єд­нання комп'ютерів локальні мережі поділяють на зіркоподібні (вузлові), кільцеві та одноканальні (магістральні). Такі схеми називають топологіями  мереж.

     

Зіркоподібний спосіб об'єднання комп'ютерів використовують, наприклад, у  банківських мережах. Усі абоненти такої мережі з'єднані з центральним комп'ютером (сервером) або з концентратором. Об'єднані між собою центральні комп'ютери мереж утворюють багатозіркову мережу.

У кільцевих мережах  абоненти з'єднані безпосередньо між собою, а не з центральним комп'ютером. Обладнання та експлуатація кільцевих мереж коштує дешевше. Такий спосіб використовують, наприклад, в однорангових мережах в навчальних закладах. Він є менш надійний від попереднього, оскільки пошкодження чи від'єднання кабелю веде до зупинки функціонування мережі.

Одноканальний (магістральний) спосіб об'єднання абонента використовують з метою економії витрат на дорогі лінії зв'язку. Тут усі абоненти приєднані через комутатори до одного каналу зв'язку, який називається каналом (магістраллю, шиною).

Роботу в локальних мережах забезпечують операційні систе­ми Windows, Unix i Linux.

5. Глобальна мережа Інтернет. Дослівний переклад слова internet — об'єднання декількох локальних мереж. Але це слово означає не просто глобальну мережу, а об'єднання тисяч локальних мереж з мільйонами комп'ютерів на базі стандартного протоколу передачі даних TCP/IP. Інтернет — це мережа між мереж (мережа мереж).

Історія мережі така. У 1969 р. міністерство оборони США розпочало роботу над проектом такого об'єднання комп'ютерів у мережу, щоб у разі війни чи стихійного лиха вихід з ладу частини мережі не завадив функціонуванню решти мережі.

Роботи були успішно завершені створенням протоколу TCP/IP. Проект перестав бути суто військовим, а став загальним над­банням людства. Сьогодні Інтернет використовують не лише у військових потребах, але й в комерційних (наприклад, торговельні орга­нізації, банки), освітніх (школи та університети), власних (пересилання листів, доступ до інформації на серверах).

Отже, Інтернет — це глобальна комп'ютерна мережа, яка об'єднує велику кількість локальних мереж, а водночас — міль­йони комп'ютерів на планеті з метою обміну даними і доступу до спільних інформаційних ресурсів. Принципи Інтернету засто­совують у локальних мережах. Такі локальні мережі тепер нази­ваються Інтранет.

Функціонування Інтернету охоплює декілька інформаційних технологій (служб, сервісів), серед яких найважливіші такі:

♦  електронна пошта e-mail;

♦  універсальна система доступу до гіпертекстової інформації
на Web-серверах у просторі World Wide Web (WWW);

♦  система передавання файлів FTP;

♦            сучасні системи спілкування (SKYPE, VIBER, WhatsApp, Slack, Google Hangups).

6.   Протоколи мереж. Сукупність правил і принципів, згід­но з якими функціонує конкретна локальна мережа, називається мережевим протоколом. Є різні мережеві протоколи. Поши­реним є протокол TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet
Protocol). Він підтримує пересилання інформації однаковими порціями, які називаються пакетами. Крім даних, пакет містить адреси отримувача, відправника і порядковий номер паке­та, що йде за ним. Якщо пакет заадресований деякій станції, він повертає до неї, інакше — йде далі. Такі робочі станції працюють за принципом цілодобового включення, щоб не пропустити свого пакета. Пакет може прийти до пункту призначення різними шляхами. Для автоматичного обирання шляху й для забезпечення
правильного пересилання пакетів у мережі слугують такі пристрої, як комутатори (hub),  маршрутизатори (router), та концентратори (switch).

7.   Ідентифікація комп'ютерів у мережі. Основою прото­колу TCP/IP є стандартизована адреса сервера, яка називається IP-адресою, наприклад, 192.206.30.45 (числа від 0 до 255, бо на кожне число виділяється 1 байт)— IP-адреса сервера Національного університету «Львівська політехніка». Також використовуються IP-адреси 6-ої версії (складаються з п’яти двобайтових чисел, розділених двокрапкою :). IP-адреси надає серверам інформаційний центр InterNIC (США). Така адреса зручна для ідентифікації комп'ютера, і саме вона забезпечує проходження пакетів від відправника до адресата, використовуючи такий принцип: пакет пересилається від одного сервера до іншого, який є ближче до адресата. Однак така адреса незручна для користувача. Тому кожній IP-адресі поставили у відповідність систему імен, наприклад, ім'я сервера у Львівській політехніці — polynet.lviv.ua. Така адреса називається доменною адресою (DNS — Domain Name Server-сервер доменних імен). З назви випливає, що сервер розміщений в Україні та власне у Львові. Останні два сим­воли у назві описують країну, наприклад, ua — Ukraine, uk — United Kingdom, ca — Canada. Відповідність між доменною адресою та IP-адресою автоматично визначає DNS-сервер.

8. Адресація інформаційних ресурсів в Інтернеті. Інфор­мацію, що розташовується у файлах на серверах мережі, називають інформаційним ресурсом. Інформаційний ресурс в Інтернеті однозначно відшукують за уніфікованою адресою ресурсу (URL), яка має такий загальний вигляд:

<назва протоколу в інформаційному просторі>://<назва сер-вера>/<назва каталогу>/<назва підкаталогу>/<назва файлу>

Назви протоколів і типи основних інформаційних просторів такі:

Назва протоколу                                            Тип простору

http                                                                   WWW-простір;

ftp                                                                     FTP-простір;

smtp                                                                 користування е-mail

Наприклад, виконавши команду http://www.yahoo.com/sport, можна отримати доступ до каталогу sport зі спортивною інфор­мацією на сервері Yahoo.

ПОШУК ІНФОРМАЦІЇ В ІНТЕРНЕТІ

9. Служба перегляду гіпертекстових сторінок World Wide Web — WWW. Назва інформаційного простору (служби Інтернету) World Wide Web дослівно перекладається як «все­світня павутина». За допомогою мережі Інтернет і WWW сту­денти з Києва чи Львова можуть не лише листуватися зі своїми закордонними однолітками, але й отримувати доступ до до­відкової інформації, яка є на серверах у бібліотеці Конгресу США, в університетах Токіо, Нью-Йорка. Для цього треба знати адресу сервера з потрібною інформацією в інформаційному просторі WWW. Такий сервер називається Web-сервером. На­приклад, за адресою http://www.intel.com можна отримати дані про фірму Intel, а за адресою http://www.nba.com — результати баскетбольних ігор НБА. Тут http — назва команди (назва і протоколу) звертання до сервера. Загальний вигляд команди такий (деколи можна не зазначати назву протоколу http://):

http://<Haзвa сервера>/<шлях до файлу>/<назва файлу>

10. Поняття про гіпертекстовий документ. За допомогою мережі популярні ілюстровані комп'ютерні журнали, книги, каталоги, довідники, навчальні посібники, статті можна переглядати на екрані дисплея безпосередньо в шкільному комп'ютерному класі. Документ, що міститься на Web-сервері, називається гіпертекстовою сторінкою (Web-сторінкою). Одна тема може висвітлюватися на багатьох сторінках. Від однієї  сторінки до іншої можна переходити за допомогою гіпер текстових посилань.

Гіпертекст — це текст, що містить гіпертекстові посилання на інформаційні ресурси, які можуть розміщатися в різних файлах на різних серверах.

Гіпертекст створюють або автоматично методом перетворення звичайного тексту на гіпертекст (це можна робити навіть у програмі MS Word), або вручну засобами мови HTML.

Гіпертекстове посилання — це підкреслений і виокрем­лений іншим кольором текст у документі, картинка чи інший елемент, клацнувши на якому мишею, відкривають деякий інший текстовий, звуковий чи відеофайл.

Клацаючи мишею на посиланнях, можна викликати на екран сторінку за сторінкою деякої спорідненої теми, навіть якщо сторінки (тобто відповідні файли з розширенням htm, html чи іншим) розміщені на серверах у різних кінцях світу.

Отже, WWW-технологія забезпечує роботу з гіпертекстовою інформацією і мультимедійною формою її подання: текстом, звуком, графікою, відеозображенням.

11. Програми-броузери. Пошук інформації на Web-сер­верах. Принципи навігації. Пошукові системи.

- Для доступу до інформації на Web-серверах потрібно мати загальний доступ до Інтернету, який є платним і надається місцевим провайдером мережі (Укртелеком, Воля, Вега).

- Також потрібно мати програмне забезпечення: програми для перегляду інформації, які називаються браузерами чи огля­дачами: Internet Explorer, Mozilla FireFox, Chrom, Opera, Safary.

- По­трібно знати точну адресу сервера чи конкретного файлу або хоча би мати уявлення, що шукати, оскільки сучасні браузери дають змогу знайти потрібну сторінку за темами і ключовими сло­вами. Наприклад, щоб дізнатися, якою буде погода завтра у Львові чи Києві, достатньо знати два слова: погода і назва міста. Щоб дізнатися про результати ігор або які плани у «Динамо» чи у «Дніпра», також достатньо двох ключових слів: футбол і назва клубу. Отже, основний принцип пошуку інформації на Web-серверах полягає у використанні ключових слів і назв відповідних тем.

Інформація, яка цікавить багатьох, структурована на сер­верах за темами і підтемами. Назви тем і підтем є гіперпосиланнями, клацнувши на які відкривається наступна сторінка. Для пошуку інформаційних ресурсів за темами є спеціальні пошу­кові системи — Google (www.google.com), Yahoo (www.yahoo.com), Мета (www.meta.ua), Rambler (www.rambler.ru) та інші.   

Переведення дійсних чисел між системами з основами 2^k

Переведення дійсних чисел між системами з основами 2^k

Правила:

1. Щоб перевести число з вісімкової системи числення у двійкову, потрібно кожну вісімкову цифру замінити трьома двійковими (бо 8 = 2^3).

2. Щоб перевести число з шістнадцяткової системи числення у двійкову, потрібно кожну шістнадцяткову цифру замінити чотирма двійковими (бо 16 = 2^4).

3. Щоб перевести число з двійкової системи числення у вісімкову, потрібно кожні три двійкові цифри замінити однією вісімковою (бо  2^3 = 8).

4. Щоб перевести число з двійкової системи числення у шістнадцяткову, потрібно кожні чотири двійкові цифри замінити однією шістнадцятковою (бо 2^4 = 16).

1.  Перевести число 175,04 з вісімкової системи у двійкову:

                175,03₈ = 001 111 101,000 100₂ = 1111101,0001₂ - незначущі нулі можна упустити.

2. Перевести число  3D0B,20A з шістнадцяткової системи у двійкову:

     3A0D,20B = 0011 1011  0000 1101, 0010 0000 1010₂= 11101100001101,00100000 101₂

3. Перевести число 1100110011,00010001 з двійкової системи у вісімкову (від коми вліво    виділяємо по три двійкові цифри, аналогічно вправо, також додаємо незначущі нулі):

                1100110011,00010001₂ = 001 100 110 011,000 100 010₂ = 1463,042₈

4. Перевести число 1110011100111,0001110001 з двійкової системи у шістнадцяткову (від коми вліво виділяємо по чотири двійкові цифри, аналогічно вправо, також додаємо незначущі нулі):

     1110011100111,0001110001₂ = 0001 1100 1110 0111,0001 1100 0100₂ = 1СE7,1C4 у                                                                                                    шістнадцятковій системі

Завдання

1. Перевести число 304,506 з вісімкової системи у двійкову.

2. Перевести число A05C,B07 з шістнадцяткової системи у двійкову.

3. Перевести число 1111100000,11111000001 з двійкової системи у вісімкову та у   шістнадцяткову.

Переведення дійсних чисел із будь-якої системи у десяткову

Переведення дійсних чисел із будь-якої системи у десяткову

Число 1234,56 у десятковій системі можна розписати так:

1234,56 = 1*1000+2*100+3*10+4*1+5*0,1+6*0,01 =  

= 1*10^3+2*10^2+3*10^1+4*10^0+5*10^(-1)+6*10^(-2)

Аналогічно, число у вісімковій системі можна розписати так:

  (1234,56)₈ = 1*8^3 + 2*8^2 + 3*8^1 + 4*8^0 + 5*8^(-1) + 6*8^(-2) =

= 512 + 2*64 + 3*8 + 4*1 + 5*(1/8) + 6*(1/64) =

= 512+ 128 + 24 + 4 + 0,625 + 0,09375 =

= 668,71875 – це число у десятковій системі числення (отже, ми перевели дійсне число з вісімкової системи у десяткову).

Розглянемо формулу, яка описує правило переведення дійсних чисел із системи числення з основою р, зокрема двійкових (якщо р = 2), у числа десяткової системи:

(abc,de)_р = a*p^2 + b*p^1 + c*p^0 + d*p^(-1) + e*p^(-2)

            При переведенні чисел з вісімкової системи у десяткову ця формула набуде такого вигляду:

            (abc,de)₈ = a*8^2 + b*8^1 + c*8^0 + d*8 ^(-1) + e*8^(-2) – обчислити значення виразу, це значення є відповідним числом у десятковій системі.

Для переведення шістнадцяткового числа 2A0D,50F у десяткову систему запишемо такий вираз:

2A0D,50F = 2*16^3 + A*16^2 + 0*16^1 + D*16^0 + 5*16^(-1) + 0*16^(-2) + F*16^(-3) =

                  = 2*16^3 + 10*16^2 + 0*16^1 + 13*16^0 + 5*16^(-1) + 0*16^(-2) + 15*16^(-3) =

                  = 8192 + 2560 + 0 + 13 + 5/16 + 0 + 15/4096 =

                  = (наближено)10765 + 0,3125 + 0,0037 =

    = (наближено) 10765,3162 – це число у десятковій системі числення (отже, ми перевели дійсне число з шістнадцяткової системи у десяткову).

Завдання

1. Перевести число 302,4102

1. з п’ятіркової системи
2. з сімкової системи
3. з вісімкової системи

у десяткову систему числення.

2. Перевести число A05C,B07

1.      з тринадцяткової системи

2.      з п’ятнадцяткової системи

3.      з шістнадцяткової системи

у десяткову систему числення.

Переведення дробових чисел із десяткової системи в іншу

Переведення дробових чисел із десяткової системи в іншу

    Правило: Щоб перевести дробове число з десяткової системи в систему з основою р, потрібно:

1. записати його десятковим дробом,

2. перевести його цілу частину,  виконуючи послідовне ділення цього числа на число р,

3. перевести його дробову частину, виконуючи послідовне множення цього числа на число р,

4. записати результат з отриманих цілої та дробової частин.

Наприклад, перевести 9,3 з десяткової системи у двійкову:

           

     Переведемо цілу частину:

     

      9 |_2_                                                      

      8   4  |_2_             

      1   4    2  |_2_

           0    2    1

                 0

                      

Результат: 1001 у двійковій системі.

     Переведемо дробову частину:

    

      0,3 | *  2_  

        0  |  6   *2            зліва пишемо цілу частину, а справа - дробову

        1  |  2   *2            множимо на основу 2 тільки дробову частину (яка є справа)

        0  |  4   *2

        0  |  8   *2

        1  |  6    *2

        1  |  2    *2          отримуємо період

        0  |  4    *2

        0  |  8    *2

        1  |  6   

Результат (послідовність цифр зліва від верхнього до нижнього):  …,0(1001) у двійковій системі.

Отже, загальний результат: 1001, 0(1001) у двійковій системі (9,3 у десятковій).

Може бути випадок, коли у правій частині отримали 0 , тоді матимемо точний результат.

Наприклад, переведемо 0,5 з десяткової системи у двійкову систему.

            0,5 | *  2_  

              1  |  0 *2

              0  |  0            

Результат :  0,1 у двійковій системі (0,5 у десятковій).

 

   Завдання

Перевести число 27,4  у  2, 3, 5, 7, 8, 12, 15-ову системи числення.

    

Переведення цілих чисел із десяткової системи в іншу

Переведення цілих чисел із десяткової системи в іншу

Будь-яке десяткове число можна записати в іншій системі числення, наприклад, у вісімковій, двійковій та інших.

Правило. Щоб перевести ціле число з десяткової системи в систему з основою р, треба виконати послідовне ділення цього числа на число р за таким алгоритмом:

1. Число поділити на р.

2.  Визначити остачу і частку.

3.  Якщо частка менша за р, то виконати пункт 6, якщо ні, то виконати пункт 4.

4. Розглянути частку як нове число.

5.  Виконати пункти 1, 2, 3.

6.  Прочитати результат - це послідовність цифр, що складається з останньої частки та всіх остач, починаючи від останньої.

Наприклад, перевести (125)₁₀ у вісімкову систему:

            125 |_8_                                 15 |_8_                                  

            120   15  - частка                   8     1 – остання частка

               5 – остача                           7 – остання остача

           

Результат: 175 у вісімковій системі.

Ділення рекомендують виконувати так:

125 |_8_                                                        

            120   15  |_8_             

                5     8     1 – остання частка

                       7 - остання остача

У роботі з  ПК активно використовується шістнадцяткова система числення (наприклад, для кодування адрес комірок оперативної пам'яті комп'ютера, задання кольорів, ...). Алфавіт системи складається із шістнадцяти символів:

 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, А, В, С, D, E, F,  де А = 10, В = 11, С = 12, D = 13, Е = 14, F = 15.

Наприклад, перевести число (125)₁₀ у шістнадцяткову систему числення: (125)₁₀ = ( ? )₁₆.

125 |_16_                                                      

            112    7           

              13                           

Результат: 7D у шістнадцятковій системі (13 - це цифра D) .

Завдання

Перевести число

1. 333
2. 444
3. 555
4. 666

у 2, 3, 5, 7, 8, 12, 16-ову системи числення.