




Studiuj dzięki licznym zasobom udostępnionym na Docsity
Zdobywaj punkty, pomagając innym studentom lub wykup je w ramach planu Premium
Przygotuj się do egzaminów
Studiuj dzięki licznym zasobom udostępnionym na Docsity
Otrzymaj punkty, aby pobrać
Zdobywaj punkty, pomagając innym studentom lub wykup je w ramach planu Premium
Społeczność
Odkryj najlepsze uniwersytety w twoim kraju, według użytkowników Docsity
Bezpłatne poradniki
Pobierz bezpłatnie nasze przewodniki na temat technik studiowania, metod panowania nad stresem, wskazówki do przygotowania do prac magisterskich opracowane przez wykładowców Docsity
Opracowanie z zakresu przedmiotu i inne artykuły
Typologia: Publikacje
1 / 8
Ta strona nie jest widoczna w podglądzie
Nie przegap ważnych części!
Sie¢ komputerowa jest to p ewna liczba niezale»nie dziaªa j¡cych kompu- terów, które s¡ p oª¡czone ze sob¡ za p omo c¡ kanaªów komunikacyjnych, p ozwala j¡cych na wymian¦ informacji mi¦dzy komputerami. Kanaªami ko- munikacyjnymi mog¡ tu by¢ dowolne ±ro dki zyczne, umo»liwia j¡ce prze- syªanie informacji w p ostaci sygnaªów elektrycznych, tzn. kanaªy transmisji danych, tworzone na sieci telefonicznej p owszechnego u»ytku, ª¡cza ±wiatªo- wo dowe, ª¡cza mikrofalowe lub satelitarne. Komputery musz¡ by¢ przy tym autonomiczne, czyli »aden z komputerów nie mo»e by¢ zale»ny o d innego komputera w sieci. W tym kontek±cie system komputerowy, skªada j¡cy si¦ z jednego komputera nadrz¦dnego i kilku komputerów o d niego uzale»nionych nie mo»e by¢ nazwany sieci¡ komputerow¡. Po dobne do sieci komputerowych s¡ komputerowe systemy przetwarza- nia rozproszonego, w p ostaci zbioru systemów komputerowych, p oª¡czonych ze sob¡ kanaªami transmisyjnymi. Elementy sprz¦towe, z których buduje si¦ systemy rozproszone, nie ró»ni¡ si¦ o d sprz¦tu, pracuj¡cego w sieciach komputerowych. Mimo to, takich systemów nie uwa»a si¦ jednak za sieci komputerowe, p oniewa» w isto cie s¡ to systemy wielopro cesorowe, sterowane jednym systemem op eracyjnym, p eªni¡ce rol¦ jednego wirtualnego kompute- ra. U»ytkownik rozproszonego systemu przetwarzania danych nigdy nie wie, który z komputerów wykonuje jego zadanie, p o dczas gdy u»ytkownik sieci komputerowej musi dokªadnie wiedzie¢ za p omo c¡ jakiego komputera jest p oª¡czony z sieci¡, osobi±cie p owinien zleca¢ do sieci wykonanie okre±lone- go przez niego zadania i osobi±cie musi kierowa¢ realizacj¡ tego zadania, co sprowadza si¦ do jego ingerencji w dziaªanie sieci. Ró»nica mi¦dzy sieci¡ a systemem rozproszonym tkwi wi¦c w oprogramowaniu, czyli w ró»nych sys- temach op eracyjnych tych dwó ch struktur. Cho cia» systemów rozproszonych nie identykuje si¦ z sieciami kompu- terowymi, warto wiedzie¢, »e mi¦dzy tymi obiektami technicznymi istnieje wiele p o dobie«stw. Na przykªad zarówno w sieciach komputerowych, jak i w systemach rozproszonych, wa»nym problemem jest zagadnienie przesyªania plików. Praktycznie, to trudne zadanie realizuje si¦ tak samo w sieciach, jak i w systemach rozproszonych. W przypadku sieci sterowanie transferem pli- ków nale»y jednak do u»ytkownika sieci, natomiast w systemie rozproszonym o p otrzebie i sp osobie przemieszczania plików decyduje system op eracyjny.
Szerokie zastosowania sieci komputerowych wynika j¡ z wy»szo±ci tych systemów nad tak¡ sam¡ liczb¡ izolowanych o d siebie komputerów, rozmiesz- czonych na p ewnym obszarze. Gªówne korzy±ci, pªyn¡ce z zastosowa« sieci komputerowych s¡ nast¦puj¡ce:
Mo»liwo±¢ wsp ólnego u»ytkowania zasob ów. Wszystkie zasoby sieci komputerowej, czyli caªy sprz¦t i oprogramowanie, zna jduj¡ce si¦ w sieci, s¡ dost¦pne dla ka»dego u»ytkownika sieci. Na przykªad, u»ytkownik sieci, nie p osiada j¡cy w p obli»u swo jej lokalizacji sup er- komputera, mo»e uruchamia¢ wªasne programy na sup erkomputerze, zna jduj¡cym si¦ kilka tysi¦cy kilometrów o d miejsca jego zamieszkania w taki sp osób, jak gdyby korzystaª z sup erkomputera lokalnego.
Du»a niezawo dno±¢. W sieci komputerowej p ewne wa»ne bazy da- nych lub oprogramowanie mo»na instalowa¢ w kilku maszynach. Je±li wi¦c jakie± urz¡dzenie, dane lub program s¡ niedost¦pne w jednym miejscu, np. z p owo du awarii, mo»na korzysta¢ z ich duplikatów, zlo- kalizowanych w innym miejscu sieci. Jest to szczególnie istotne w wielu zastosowaniach, przede wszystkim w instytucjach wo jskowych, banko- wo±ci, systemach obsªugi lotnisk, itp.
Oszcz¦dno±¢. Wiadomo, »e du»e systemy komputerowe s¡ przeci¦tnie 10 razy szybsze o d na jszybszych mikrokomputerów z jednym mikro- pro cesorem, ale kosztuj¡ one cz¦sto co na jmniej 1000 razy dro»ej o d mikrokomputerów. W takiej sytuacji konstruktorzy sieci komputero- wych wyp osa»a j¡ ka»dego u»ytkownika sieci w jeden wyda jny kompu- ter osobisty, a dane przechowuj¡ w stosunkowo maªej liczbie wi¦kszych maszyn, tzw. serwerach plików. Taka koncep cja doprowadziªa do up o- wszechnienia sieci lokalnych (LAN - lo cal area network), które ª¡cz¡ ze sob¡ wiele komputerów w jednym p omieszczeniu lub budynku. Zalet¡ sieci lokalnych jest mo»liwo±¢ stopniowego zwi¦kszania mo cy oblicze- niowej systemu komputerowego w miar¦ wzrostu p otrzeb w zakresie przetwarzania danych, przez doª¡czanie do sieci kolejnych niewielkich pro cesorów. Gdyby zastosowano, zamiast sieci lokalnej, du»y komputer o takiej samej mo cy obliczeniowej jak sie¢ lokalna, to w przypadku nie- wydolno±ci u»ywanego komputera, nale»aªoby ten komputer wymieni¢ na wi¦kszy, bardziej kosztowny. Ta manipulacja sp owo dowaªaby skoko- wy przyrost mo cy obliczeniowej systemu, du»o wi¦kszy o d aktualnych p otrzeb, trwaªaby dªu»ej o d wymiany niewielkiego pro cesora (jak w przypadku sieci) i mogªaby by¢ dolegliwa dla wielu u»ytkowników sys- temu.
Gªówne zastosowania publicznych sieci komputerowych wynika j¡ z mo»- liwo±ci, stwarzanych przez te sieci ich u»ytkownikom. Powszechny dost¦p do zdalnych baz danych ju» dzi± umo»liwia rezerwa- cj¦ biletu na dowolny ±ro dek komunikacji, miejsca w hotelu oraz dokonanie wielu p o dobnych czynno±ci b ez wycho dzenia z domu. Nale»y o czekiwa¢, »e wkrótce zasad¡ b ¦dzie zdalne robienie zakup ów i dokonywanie op eracji ban- kowych, co doprowadzi do znacznego o dci¡»enia ±ro dków komunikacji, a wi¦c do oszcz¦dno±ci energii. Sieci komputerowe zaczyna j¡ wywiera¢ du»y wpªyw na dziaªalno±¢ wy- dawnicz¡, a sªowo drukowane w p ostaci tradycyjnych czasopism czy ksi¡»ek sta je si¦ p owoli czym± przestarzaªym. Ro±nie b owiem liczba p o jawia j¡cych si¦ w sieciach dzienników, czasopism i magazynów, gªównie technicznych, na razie przewa»nie dla eksp ertów komputerowych. Z p ewno±ci¡ w niedªugim czasie w sieciach dost¦pne b ¦d¡ czasopisma dla przeci¦tnych czytelników, p orusza j¡ce na swych ªamach wiele problemów z ró»nych dziedzin. U»ytkownicy sieci komputerowych ma j¡ te» dost¦p do wielu unikalnych programów oraz do sup erkomputerów. Pozwala to na prowadzenie zaawan- sowanej dziaªalno±ci naukowej i uªatwia rozwi¡zywanie trudnych problemów nauki i techniki. Istotnie wa»nym zastosowaniem sieci komputerowych jest p o czta elek- troniczna, p ozwala j¡ca na szybkie przekazywanie praktycznie na dowoln¡ o dlegªo±¢ nie tylko wiadomo±ci w p ostaci tekstu, ale te» sygnaªów d¹wi¦ko- wych, rysunków, a nawet ruchomych obrazów telewizyjnych. I dlatego ju» dzi± uczeni caªego ±wiata p onad 90% koresp ondencji przesyªa j¡ do siebie za p o±rednictwem p o czty elektronicznej. Wida¢ wi¦c, »e rozwó j sieci komputerowych znacznie przyspieszyª p ost¦p dokonuj¡cej si¦ na naszych o czach rewolucji informacyjnej, która prawdop o- dobnie zmieni sp oªecze«stwa znacznie bardziej, ni» uczyniªa to rozp o cz¦ta okoªo 1760 roku w Anglii rewolucja przemysªowa. Mo»na przypuszcza¢, i» w niedªugim czasie tradycyjne sklepy, banki, biura, szkoªy i uczelnie zmieni¡ gruntownie swó j sp osób funkcjonowania i organizacj¦, a niektóre z tych insty- tucji mog¡ nawet zanikn¡¢. Mo»e te» zosta¢ zmieniony rozwó j miast, które ulegn¡ rozproszeniu, p oniewa» oferowane przez sieci komputerowe wysokiej jako±ci ±ro dki komunikacji, zminimalizuj¡ p otrzeb ¦ ªatwego dost¦pu do cz¦- sto o dwiedzanych przez interesantów instytucji, które sytuuje si¦ aktualnie jak na jbli»ej du»ych skupisk ludzkich. Nale»y jednak mie¢ ±wiadomo±¢, »e p owszechny dost¦p do sieci kompu- terowych stwarza wiele zagro»e«. Uªatwia j¡ one b owiem »ycie i usprawnia j¡ dziaªalno±¢ ka»dego czªowieka, instytucji i organizacji, nie wyª¡cza j¡c organi- zacji przest¦p czych. Przekazywane do sieci wiadomo±ci nie p o dlega j¡ »adnej
werykacji czy cenzurze, dlatego te», ob ok wa»nych i warto±ciowych danych, w sieciach komputerowych p o jawia si¦ masa informacji b ezwarto±ciowych, a nawet sp oªecznie szko dliwych. Zagadnienie to, o charakterze raczej so cjolo- gicznym, generuje jednak caªy szereg problemów technicznych. Mo»na tu np. wymieni¢ rozwi¡zanie bardzo trudnego zadania ltracji wiadomo±ci wedªug okre±lonych kryteriów, które o czywi±cie nie mog¡ by¢ kryteriami obiektyw- nymi.
W ka»dej sieci komputerowej istniej¡ p ewne komputery, których p o dsta- wowym zadaniem jest uruchamianie programów u»ytkownika, zwanych te» aplikacjami. Takie komputery nosz¡ nazw¦ hostów. Hosty p oª¡czone s¡ ze sob¡ za p omo c¡ podsieci komunikacyjnej (rys. 1), przenosz¡cej dane mi¦dzy hostami w sp osób p o dobny, jak w trakcie trwania rozmowy mi¦dzy dwoma ab onentami sieci telefonicznej.
Rysunek 1: Hosty i p o dsie¢ komunikacyjna
Przy tej koncep cji ma miejsce o ddzielenie zada« komunikacyjnej sieci komputerowej o d zada« aplikacyjnych, co znacznie upraszcza pro jektowanie sieci.
Rysunek 2: Niektóre top ologie dwupunktowej p o dsieci komunikacyjnej. a) gwiazda, b) pier±cie«, c) drzewo, d) top ologia zup eªna, e) p oª¡czone pier±cienie, f ) top ologia nieregularna
ra¢, nie ma j¡c prawa do nadawania pakietów. Dla tego typu p o dsieci nale»y wi¦c przewidzie¢ mechanizm rozwi¡zywania koniku, w przy- padku gdy kilka komputerów chciaªoby równo cze±nie wysyªa¢ pakiety do sieci. Innym rozwi¡zaniem p o dsieci z kanaªami rozgªoszeniowymi jest na- ziemny system radiowy lub system satelitarny. Ka»dy w¦zeª p osiada w tym systemie anten¦, któr¡ p osªuguje si¦ w trakcie o dbierania lub nada- wania pakietów, i mo»e o dbiera¢ pakiety, nadawane przez radiostacj¦ lub satelit¦. W p ewnych przypadkach niektóre w¦zªy mog¡ o dbiera¢ to, co inne w¦zªy nada j¡ w kierunku satelity. Trzecim systemem z kanaªami rozgªoszeniowymi jest pier±cie«. W tym przypadku ka»dy bit informacji rozcho dzi si¦ do okoªa pier±cienia nieja- ko na wªasn¡ r¦k¦, nie czeka j¡c na p ozostaªe bity pakietu, do którego nale»y. W rozwi¡zaniach typ owych ka»dy bit przebiega caªy pier±cie« w czasie, wymaganym dla przesªania kilku bitów, który mo»e by¢ krót- szy o d czasu przesªania caªego pakietu. W tym systemie, p o dobnie jak i w p ozostaªych systemach z kanaªami rozgªoszeniowymi, nale»y ustali¢ reguª¦ równo czesnego dost¦pu do pier±cienia. Po dsieci z kanaªami rozgªoszeniowymi dziel¡ si¦ na dynamiczne i sta- tyczne, w zale»no±ci o d sp osobu alokacji (przydziaªu) kanaªu transmi-
Rysunek 3: Po dstawowe top ologie p o dsieci komunikacyjnej z kanaªami roz- gªoszeniowymi. a) szyna, b) naziemny system radiowy lub system satelitarny, c) pier±cie«
syjnego. Typ owa alokacja statyczna p olega na przydzieleniu ka»demu komputerowi dyskretnego przedziaªu czasowego, w którym ma prawo nadawa¢ pakiety. Prowadzi to cz¦sto do marnowania zdolno±ci przepu- stowej kanaªu, p oniewa» zwykle istniej¡ stacje, które nie ma j¡ pakietu do nadania p o dczas przydzielonej im szczeliny czasowej. Dlatego te» niektóre p o dsieci komunikacyjne usiªuj¡ przydziela¢ kanaª transmisyj- ny dynamicznie, czyli na »¡danie. Meto dy dynamicznej alokacji kanaªu transmisyjnego mog¡ by¢ scentra- lizowane alb o zdecentralizowane. W meto dzie scentralizowanej w p o d- sieci komunikacyjnej instaluje si¦ sp ecjalne elementy, np. urz¡dzenie do przyznawania szyny, decyduj¡ce o tym, który komputer ma prawo do nadawania pakietów. Zdecentralizowane systemy alokacji kanaªu nie p osiada j¡ takich urz¡dze« lecz stosuj¡ zasad¦, »e ka»dy komputer p o- dejmuje samo dzielnie decyzj¦ o nadawaniu pakietów. Takie p o dej±cie mogªoby prowadzi¢ do niep orozumie«, ale istnieje wiele algorytmów zdecentralizowanej alokacji, które skutecznie zap obiega j¡ p otencjalne- mu chaosowi.