Посібник_Лутай АП

This document is created with trial version of Document2PDF Pilot 2.16.100.

Мережі з’єднуються між собою спеціальними пристроями, що їх називають маршрутизаторами. Маршрутизатор — це пристрій, що збирає інформацію про топологію міжмережевих з’єднань і на її підставі пересилає пакети мережного р і- вня в мережу призначення. Щоб передати повідомлення від відправника, який п е-

ребуває в одній мережі, одержувачу в іншій мережі, потрібно зробити кілька тр		а-
нзитних передач між мережами. Таким ч ином, маршрут являє собою послідо		в-
ність маршрутизаторів, через які проходить пакет.	маршрутизацією, і її
Проблема вибору найкращого шляху називається

розв’язання є одним з головних завдань мережного рівня. Ця проблема ускладн ю- ється тим, що найкоротший шлях не завжди найкращий. Часто критерієм під час вибору маршруту є час передавання даних цим маршрутом; він залежить від пр о- пускної здатності каналів зв’язку й інтенсивності графіка, що може змінюватися з часом. Деякі алгоритми маршрутизації намагаються прист осуватися до зміни н а- вантаження, тоді як інші приймають рішення на основі середніх показників за тривалий час. Вибір маршруту може здійснюватися і за іншими критеріями, н а- приклад, надійністю передавання.

В усякому разі функції мережного рівня ширші, ніж фу нкції передавання повідомлень по зв’язках з нестандар тною структурою. Мережний рівень вирішує також питання узгодження різних технологій, спрощення адресації у великих м е- режах і створення надійних та гнучких бар’єрів на шляху небажаного графіка між мережами.

Повідомлення мережного рівня називають пакетами. В процесі організації доставки пакетів на мережному рівні використовується поняття «номер мережі». У цьому разі адреса одержувача складається зі старшої частини — номера мережі та молодшої — номера вузла в цій мережі. Усі вузли однієї мережі повинні мати ту саму старшу частину адреси, тому терміну «мережа» на мережному рівні мо ж- на дати й інше, формальніше визначення: мережа — це сукупність вузлів, мережна адреса яких містить один і той самий номер мережі.

На мережному рівні визначаються два види протоколів. Перший вид — мережні протоколи — реалізують проходження пакетів через мережу. Саме ці пр о- токоли звичайно мають на увазі, коли говорять про протоколи мережного рівня.

Проте часто до мережного рівня віднос ять і інший вид протоколів, названих пр о- токолами обміну маршрутною інформацією чи просто протоколами маршрутизації. За допомогою цих протоколів маршрутизатори збирають інф ормацію про топологію міжмережевих з’єд нань. Протоколи мережного рівня реалізуються програмними модулями операційної системи, а також програмними й апаратними засобами маршрутизаторів.

На мережному рівні працюють протоколи ще одного типу, що відповідають за відображення адреси вузла, використовуваного на мережному рівні, у локал ь- ній адресі мережі. Такі протоколи часто називають протоколами дозволу адрес — Address Resolution Protocol, ARP. Іноді їх відн осять не до мережного рівня,

а до канального, хоча тонкощі класифікації не змінюють їх суті.

Прикладами протоколів мережного рівня є прот окол міжмережевої взаємодії IP стека TCP/IP і протокол міжмережевого обміну пакетами IPX стека Novell.

61

This document is created with trial version of Document2PDF Pilot 2.16.100.

На шляху від відправника до одержувача пакети можуть бути перекручені чи загублені. Хоча деякі додатки мають власні засоби обробки помилок, існують і такі, котрі відразу можуть мати справу з надійним з’єднанням.

Транспортний рівень забезпечує додаткам — прикладному та сеансовому — передання даних з тим ступенем н адійності, що їм потрібно. Модель OSI визначає п’ять класів сервісу, наданих транспортним рівн ем. Ці види сервісу вирізняються якістю наданих послуг: терміновістю, можливістю відновлення перерваного зв’язку, наявністю засобів мультиплексування кількох з’єднань між різними прикл адними протоколами через загальний транспортний протокол, а головне — здатністю до виявлення та виправлення помилок передавання — таких, як перекручування, втрата і дублювання пакетів.

Вибір класу сервісу транспортного рівня визначається, з одного боку, тим, якою мірою завдання забезпечення надійності виконується самими додатк ами і протоколами вищих, ніж транспортний, рівнів, а з іншого боку, цей вибір зал е- жить від того, наскільки надійною є система транспортування даних у мережі, з а- безпечувана рівнями, розташованими нижче транспортного — мережним, канальним і фізичним. Так, на приклад, якщо якість каналів передавання д уже висока й імовірність виникнення помилок, не виявлених протоколами нижчих рівнів, нев е- лика, то розумно скористатися одним з полегшених сервісів транспортного рівня, не обтяжених численними перевірками та іншими прийомами підвищення надійності. Якщо ж транспортні засоби нижніх рівнів справді дуже ненадійні, то доц і- льно звернутися до найрозвинутішого сервісу транспортного рівня, що працює, використовуючи максимум засобів для виявлення й усунення помилок, — за допомогою попереднього встановлення логічного з’єднання, контролю доставки п о- відомлень щодо контрольних сум і циклічної нумерації пакетів тощо.

Як правило, усі протоколи, починаючи з транспортного рівня і вище, реал і- зуються програмними засобами кінцевих вузлів мережі — компонентами їх м е- режних операційних систем. Як приклад транспортних протоколів можна навести протоколи TCP і UDP стека TCP/IP і протокол SPX стека Novell.

Протоколи нижніх чотирьох рівнів узагальнено називають мережним тра	н-
спортом або транспортно ю підсистемою, тому що вони повністю виконують з	а-
вдання транспортування повідомлень із заданим рівнем якості в складених мер	е-
жах з довільною топологією і різними технологіями. Інші три верхні рівні вик	о-

нують завдання надання прикладних сервісів на підставі наявної транспортної пі-

дсистеми.
Сеансовий рівень забезпечує керування діалогом: фіксує, яка зі сторін є а	к-
тивною на даний момент, надає засоби синхронізації. Останні дають змогу вст	а-

новлювати контрольні точки в довгі передачі, щоб у разі відмови можна бу ло повернутися назад до останньої контрольної точки, а не починати все від початку. На практиці деякі додатки використовують сеансовий рівень, і він рідко коли ре а-

лізується у вигляді окремих протоколів, хоча функції цього рівня часто поєдн	у-
ють з функціями прикладного рівня та реалізують в одному протоколі.
Представницький рівень має справу з формою подання інформації, що п	е-

редається по мережі, не змінюючи при цьому її змісту. За рахунок рівня подання

62

This document is created with trial version of Document2PDF Pilot 2.16.100.

інформація, що передається прикладним рівнем однієї системи, завжди зрозуміла прикладному рівню іншої системи. За допом огою засобів даного рівня протоколи прикладних рівнів можуть подолати синтаксичні відмінності в поданні даних або ж відмінності в кодах символів, наприклад кодів ASCII та EBCDIC. На цьому рі в- ні може виконуватися шифрування та дешифрування даних, завдяки якому секр е- тність обміну даними забезпечується відразу для всіх прикладних служб. Прикладом такого протоколу є протокол Secure Socket Layer (SSL), який забезпечує се к- ретний обмін повідомленнями для протоколів прикладного рівня стека TCP/IP.

Прикладний рівень — це насправді просто набір різноманітних протоколів, за допомогою яких користувачі мережі отримують доступ до ресурсів, що розд і- ляються, — таких, як файли, принтери чи гіпертекстові Web-сторінки, а також організують свою спільну роботу, наприклад, за допомогою протоколу електронної пошти. Одиниця даних, якою оперує прикладний рівень, звичайно називається повідомленням (message).

Існує чимало різноманітних служб прикладного рівня: NCP в операцій ній системі Novell NetWare, SMB в Microsoft Windows NT, NFS, FTP і TFTP, що вх о-

дять в стек TCP/IP.

Контрольні запитання:

1. У чому різниця між глобальними та локальними комп’ютерними мережа-

ми?

2.Чим відрізняється система сполучення основних блоків у персональному комп’ютері від системи сполучення комп’ютерів у мережі?

3.Чи вважаєте ви доцільною ідею неконтролювання засобів комунікації для передавання та отримання інформації? Відповідь обґрунтуйте.

4.Якими, на ваш погляд, мають бути комп’ютерні системи майбутнього?

5.Визначити функції рівнів еталонної моделі узагальненого мережевого протоколу.

6.Дати поняття архітектури комп’ютерної мережі та принципів її роботи.

7.Описати типи комп’ютерних мереж.

8.Дати поняття протоколу комп’ютерної мережі.

9.Описати способи передавання повідомлень у мережі.

10.Описати способи спільного використання ресурсів мережі (каталогів, файлів, принтерів тощо).

11.Описати та відпрацювати засоби пошуку файлів та комп’ютерів у мере-

жі.

63

This document is created with trial version of Document2PDF Pilot 2.16.100.

Тест за темами 1 розділу “Інформаційні та технічні основи сучасної комп’ютерної техніки”

1.Оперативна пам’ять:

а) пам’ять, що допускає тільки читання; б) пам’ять, яку можна змінювати;

в) пам’ять для постійного збереження інформації; г) пам’ять для тимчасового збереження інформації; д) пам’ять, у якій можливим є тільки запис.

2.Миша:

а) зручний пристрій введення/виведення символів і знаків; б) пристрій введення інформації; в) пристрій виведення інформації;

г) пристрій управління маніпуляційного типу; д) пристрій для керування комп’ютером.

3.Принтер:

а) пристрій введення/виведення інформації на папір; б) пристрій виведення інформації на папір; в) пристрій виведення інформації на плівку; г) пристрій введення інформації; д) пристрій для копіювання даних.

4.Компакт-диск:

а) магнітний диск, що містить 640 Мбайтів інформації; б) диск, що містить 1 Гбайт інформації та більше; в) оптичний диск, що містить 320 Мбайтів інформації; г) це оптичний носій інформації;

д) диск, призначений для запису -читання, на якому може зберігатися до 700 Мбайтів даних.

5.Приклади операційних систем:

а) Internet; б) Windows; в) MS DOS;

г) NETWORK; д) MS Word.

6.Накопичувач на гнучкому магнітному диску має стандартне ім’я:

а) A: ; б) B: ; в) C: ; г) D: ; д) R: .

7.Приклади прикладних програм:

а) MS Word; б) ScanDisk; в) MS Excel;

64

This document is created with trial version of Document2PDF Pilot 2.16.100.

г) MS DOS;

д) WinZip.

8.Накопичувач на гнучкому магнітному диску (ГМД): а) використовується для збереження інформації;

б) використовується для збереження файлів великих розмірів; в) використовується для перенесення інформації з ПК на ПК; г) використовується для створення архівних копій файлів; д) використовується для створення нових файлів.

9.Базова конфігурація комп’ютера складається з таких пристроїв: а) системний блок; б) клавіатура; в) принтер; г) монітор; д) модем.

10.Програма:

а) послідовність команд для розв’язання задачі; б) послідовність даних для розрахунків; в) послідовність дій для розрахунків; г) послідовність даних для комп’ютера;

д) послідовність інструкцій, виконуваних комп’ютером.

11.Інформаційні мережі…

12.Модем…

13.Мережа кільцевої структури…

14.Мережа зіркової структури…

15.Пакетна обробка інформації…

16.Локальна мережа…

17.Протокол…

18.Спосіб поєднання комп’ютерів у локальній мережі…

19.Ієрархічна мережа…

20.Спосіб поєднання комп’ютерів у глобальній мережі…

Вибір для №№11-20:

а) — це електронна обробка інформації та її обмін у формі тексту, графіки, даних між поєднаними обчислювальними ресурсами;

б) — це сукупність формальних правил та методів, які визначають обмін даними між сполученими обчислювальними ресурсами;

в) — це мережа, в якій усі комп’ютери під’єднані до одного й того самого комп’ютера;

г) — це мережа, в якій кожен комп’ютер під’єднується до лінійного каналу; д) — це мережа, в якій усі комп’ютери під’єднуються між собою і мають рівні

права; е) — це сукупність мереж, у яких один центральний комп’ютер з’єднаний з іншим

центральним комп’ютером; є) — це скручена пара дротів; ж) — це супутниковий зв’язок;

65

This document is created with trial version of Document2PDF Pilot 2.16.100.

з) — це пристрій, що конвертує цифрові сигнали в аналогові; и) — це метод передавання інформації, коли повідомлення розбивається на неве-

ликі частини, які передаються мережею окремо, а потім з’єднуються в одне ціле;

і) — це пов’язані обчислювальні ресурси, що розташовані на відстані до 1 км між собою.

Питання для самоконтролюпо 1 розділу “Інформаційні та технічні основи сучасної комп’ютерної техніки ”

1.Характеристика інформаційних ресурсів з позиції комп’ютерної обробки, їх уявлення, вимірювання.

2.Інформаційні та технічні основи комп'ютерної техніки. Інформація і форми її уявлення.

2.Персональні комп'ютери (ПК). Основні пристрої ПК, стисла характеристика.

3.Системний блок ПК. Загальна характеристика.

4.Пристрої пам'яті IBM PC (накопичувані на гнучких, жорстких дисках,CD -ROM).

5.Оперативна пам'ять IBM PC: призначення, особливості роботи.

6.Накопичувачі на гнучких магнітних дисках (ГМД): функціональні характеристики.

7.Монітори: функціональне призначення, типи, режими роботи, основні експлуат а- ційні характеристики.

8.Периферійні пристрої: принтери, модеми, сканери, плоттери, засоби мультим е- діа.

9.Основні етапи розвитку комп’ютерів.

10.Застосування комп’ютерної техніки в сучасному суспільстві.

11.Інформаційні системи: загальне уявлення, структура та класифікація.

12.Інформаційні технології: поняття, етапи розвитку, їх роль і місце у с учасному суспільстві.

13.Комп’ютерні мережі та телекомунікації.

14.Топологія локальних мереж.

15.Протоколи, інтерфейси мереж.

66

This document is created with trial version of Document2PDF Pilot 2.16.100.

Розділ 2. Основи системного та прикладного програмного забезпечення

2.1. Класифікація системного програмного забезпечення та характеристика його складових, необхідних для роботи спеціалістів за фахом

Під час вивчення попереднього розділу розглянуто апаратну складову інф о- рмаційної системи. А тепер ознайомимося з програмною складовою, яку ще наз и-

вають програмним забезпеченням (скорочено ПЗ). Тільки під керуванням пр	о-
грамного забезпечення комп’ютер здатний опрацьовувати різноманітні дані. С	у-
часне програмне забезпечення різнопланове. Його можна розподілити на такі в	и-
ди (рисунок 2.1.1):

Рисунок 2.1.1 - Класифікація програмного забезпечення

Системне програмне забезпечення призначене для керування роботою складових комп’ютера та обміном д аними між ними, діагностування та усунення недоліків у роботі комп’ютера, автоматизації процесу обробки даних, о рганізації обміну даними між користувачем і комп’ютером.

Серед системного програмного забезпечення особливе місце займають операційні системи (скорочено ОС). Без операційної системи робота сучасного комп’ютера неможлива.

Операційна система - це комплекс програм, що забезпечують:

•керування роботою пристроїв комп’ютера та обмін даними між ними;

•зберігання даних в оперативній пам’яті та на зовнішніх носіях;

•виконання інших програм;

67

This document is created with trial version of Document2PDF Pilot 2.16.100.

розподіл ресурсів комп’ютера між окремими програмами, які пра цюють одночасно;

• організацію обміну даними між користувачем і комп’ютером. Операційна система приховує від користувача складні подробиці роботи апаратного і програмного забезпечення. Це надає користувачу біл ьше часу для творчої діяльності.

У сучасних комп’ютерах використовуються операційні системи Windows,

Linux, Unix, MacOS, Netware, Palm OS та ін.

Службове програмне забезпечення – це програми, які призначені для діа г- ностування апаратної і програмної складових комп’ютера, розширення можливостей ОС. За необхідності вони усувають недоліки та оптимізують роботу комп’ютера. Ці програми називають утилітами (англ. utility – корисність). Такими програмами, наприклад, є: комплекс програм Norton Utilities, SiSoft Sandra, Dr. Hardware, антивірусні програми, програми -архіватори, файлові мен еджери FAR manager, Total Commander та ін.

Системи програмування – це комплекси програм, які призначені для створення нових програм з використанням мов програмування, наприклад Visual Basic 6.0, Turbo Pascal 7.0, Delphi 2009, Borland C++ 3.1, Visual C#.NET 2008, та ін.

Прикладне програмне забезпечення - це програми, що призначені для реа-

лізації конкретних задач опрацювання даних, які користувач розв’язує в ході своєї діяльності. Їх поділяють на прикладні програми загального і спеціального призн а- чення.

До прикладних програм загального призначення відносять програми, які можуть застосовуватися в різних гал узях людської діяльності для опрацювання текстів, малюнків, баз даних, електронних таблиць, створення презентацій тощо.

Прикладні програми спеціального призначення використовуються для реалізації завдань опрацювання даних у певній галуз і діяльності, на конкретному п і- дприємстві, в організації, фірмі або їх підрозділі. До такого типу програм відн о- сять програми для створення відеоефектів при виробництві кінофільмів, креслень машин і механізмів у конструк торських і проектних бюро, діагносту вання захворювань у медичних закладах, створення шкільного розкладу уроків тощо.

Класифікація та складові операційних систем

Залежно від способу організації обміну даними між користувачем і комп’ютером розрізняють операційні системи з текстовим (командним) і графічним інтерфейсом (англ. interface – засоби узгодження).

В ОС з текстовим інтерфейсом обмін даними між користувачем і комп’ютером реалізується з використанням команд, які користувач уводить із клавіатури у вигляді тексту. До операційних систем з те кстовим інтерфейсом відносяться MS DOS та окремі версії Unix і Linux, які не мають інтегрованих графіч-

них оболонок.
В ОС з графічним інтерфейсом обмін даними між користувачем і ком	-

п’ютером реалізується з використанням маніпулятора або клавіатури. Цей вид інтерфейсу значно спрощує взаємодію користувача і комп’ютера. В основу цього виду інтерфейсу покладена ідеологія WIMP (англ. Windows, Icons, Menus, Pointer –

68

This document is created with trial version of Document2PDF Pilot 2.16.100.

вікна, значки або піктограми, меню, вказівник). Її суть полягає в тому, що кори с- тувач працює з мо делями об’єктів операційної системи – значками, які відобр а- жаються у вікнах на екрані. Дії над об’єктами здійснюються командами меню, які вибираються вказівником. Це робить «спілкування» з комп’ютером простим і зр у- чним. До операційних систем з графічним і нтерфейсом належать операційні систе-

ми Windows, MacOS та ін.

За кількістю задач, що можуть виконуватись ОС одночасно, виділяють одно-

задачні (наприклад, MS DOS) та багатозадачні (наприклад, Windows XP Professional) операційні системи.

Залежно від можливост ей організації роботи комп’ютерної мережі та кер у- вання її ресурсами виділяють серверні операційні системи , наприклад Unix,

Linux, Windows 2003 Server, Windows 2008 Server, Solaris, та операційні сист е-

ми, що призначені для забезпечення потреб індивідуальних користувачів, напри-

клад MS DOS, Windows 98, Windows XP Home Edition та ін. Деякі серверні опе-

раційні системи (наприклад, Unix, Linux) можуть використовуватися і в персон а- льних комп’ютерах.

Основними складовими операційної системи є:

• базова система введення/виведення - BIOS - незалежний від конкретної версії операційної системи набір базових команд, які викорис товуються для з а- безпечення обміну даними між пристроями;

•ядро операційної системи - набір програм, які організовують вико нання команд, розподіляють ресурси між пристроями і програмами, надають р озширені можливості по керуванню пристроями комп’ютера та ін.;

•файлова система - структура збереження даних на зовнішніх носіях і с у-

купність програм, які забезпечують роботу з цією структурою. Як правило, оп	е-
раційна система може працювати з кількома файловими системами;
• драйвери пристроїв (англ. driver - водій, керуючий пристроєм)	-
програми, які забезпечують обмін даними між операційною системою і конкре	т-
ною моделлю пристрою;
• інтерфейс користувача - сукупність засобів, які забезпечують обмін д а-
ними між користувачем і ОС.
Для встановлення ОС на комп’ютері потрібно виконати спеціальну опер	а-

цію, яка називається інсталяцією операційної системи. Під час інсталяції відб у- вається розміщення складових ОС на вибраному ди ску, налагодження її взаємодії з апаратною складовою комп’ютера. Диск, на який установлено операційну си с- тему, називається системним.

Завантаження операційної системи

Перші операційні системи повністю зберігалися в постійній пам’яті. Однак з розширенням можливостей ОС, що привело до збільшення їх обсягу, зберігати всю операційну систему в постійній пам’яті стало неможливо. Тому основну ча с- тину ОС стали зберігати у зовнішній пам’яті, як правило, на жорстких магнітних дисках. А в постійній пам’яті зберігаєтьс я тільки базовий набір команд (BIOS). Він потрібний для обміну даними між пристроями комп’ютера, і без нього нем о- жливо розпочати роботу комп’ютера.

69

This document is created with trial version of Document2PDF Pilot 2.16.100.

У постійній пам’яті також знаходиться програма, що забезпечує копіювання операційної системи із зовнішньої пам’яті в оперативну. Процес копіювання ОС в оперативну пам’ять і передачі їй керування роботою комп’ютера називають завантаженням операційної системи.

При цьому в оперативну пам’ять завантажується не вся операційна система, а окремі її модулі. За необх ідності потрібні складові операційної системи дова н- тажуються в оперативну пам’ять із зовнішньої.

Можна виділити кілька основних етапів автоматичної підготовки комп’ютера до роботи і завантаження операційної системи:

∙ при ввімкненні живлення із постійної п ам’яті зчитуються дані про конфігурацію;

∙ комп’ютера (склад апаратних засобів та значення їх властивостей) і пр о- грама;

∙стартової перевірки працездатності пристроїв комп’ютера;

∙виконується перевірка працездатності пристроїв комп’ютера (оперативної пам’яті, дискових накопичувачів, клавіатури та ін.). При виявленні перебоїв у р о- боті цих пристроїв виводиться відповідне повідомлення. Якщо помилки критичні для системи - вона припиняє роботу, якщо ні - процес підготовки комп’ютера до роботи продовжується;

∙ з постійної пам’яті зчитується і запускається на виконання програма п	о-
чаткового завантаження ОС, яка знаходить у зовнішній пам’яті спеціальну пр	о-
граму - завантажувач операційної системи - і запускає її на виконання;

∙ завантажувач операційної системи здійснює копіюв ання із зовнішнього носія в оперативну пам’ять потрібних складових операційної системи.

При успішному завантаженні ОС комп’ютер готовий до роботи.

2.2. Операційні системи сімейства Windows

Операційна система Windows була розроблена співробітниками америк анської корпорації Microsoft. У середині 1990-х років випущені перші дві операцій-

ні системи сімейства Windows: Windows NT 3.0 (1993 р.) і Windows 95 (1995 р.).

Наступними версіями цих систем були:

•Windows NT 4.0 (1996 р.);

•Windows 98 (1998 р.);

•Windows Millennium Edition (2000 р.);

•Windows 2000 (2000 р.);

•Windows XP (2002 р.);

•Windows Vista (2006 р.).

Наведемо значення деяких властивостей цих операційних систем:

•тип інтерфейсу – графічний;

•багатозадачність – багатозадачна;

•розрядність – 32 або 64 біти;

70