Урок по информатике на тему "Локальные компьютерные сети" (1 курс СПО)

№ 85 Локальные компьютерные сети

Информатика, 1 курс, группы Э-9, МЖКХ-4, МОР-3

Преподаватель: Гуриценко Е.В.

Цель урока: Ввести понятие локальной компьютерной сети, научить передавать данные на локальной компьютерной сети.

Задачи урока:

 - образовательные:

·        дать представление о назначении компьютерных сетей, их видах;

·        познакомить обучающихся со структурой локальных сетей;

·        научить выделению различных типов топологий локальных сетей;

- развивающие:

·        развивать умение обмена файлами по локальной компьютерной сети;

·        прививать обучающимся основные приемы работы в сети;

·        развивать навыки выделения топологий сети;

·        развивать познавательный интерес к предмету;

- воспитательные:

·        формировать навыки самостоятельности и дисциплинированности;

·        воспитывать добросовестное отношение к труду, инициативность;

·        формировать навыки самоконтроля.

Знания и умения:

·        знать понятие локальных компьютерных сетей, их виды;

·        знать назначение локальной сети, ее организацию;

·        уметь определять топологию локальной компьютерной сети.

Оборудование: компьютер, телевизор, мультимедийная презентация, учебники.

Ход урока:

Проверка готовности к уроку. Объявление темы, цели и задач урока.

При работе на персональном компьютере в автономном режиме пользователи могут обмениваться информацией, используя оптические диски, flash-память. Однако перемещение носителя информации между компьютерами не всегда возможно и может занимать достаточно продолжительное время. Нужно было искать пути разрешения этой проблемы.

Создание компьютерных сетей вызвано практической потребностью быстрого доступа к информационным ресурсам других компьютеров, а также принтерам и другим периферийным устройствам.

Сегодня мы рассмотрим новую и интересную тему, название которой вы видите на доске. Это компьютерные сети и одну их ветвей этих сетей – это локальные сети.

Может быть, кому-нибудь уже знакомо такое понятие как компьютерные сети? Если да, то как вы его можете объяснить.

Итак, компьютерная сеть – это совокупность компьютеров и различных устройств, обеспечивающих информационный обмен между компьютерами в сети без использования каких-либо промежуточных носителей информации. Посмотрим на экран и запишем себе в тетрадь это определение.

При помощи компьютерных сетей можно решить множество проблем.
Рассмотрим некоторые из них:

• объединение компьютеров в сеть позволяет значительно экономить денежные средства за счет уменьшения затрат на содержание компьютеров;
• локальные сети позволяют использовать почтовый ящик для передачи сообщений на другие компьютеры, что позволяет в наиболее короткий срок передавать документы с одного компьютера на другой;
• локальные сети служат для организации совместного использования при наличии специального программного обеспечения (ПО).

Компьютерные сети делятся на три основных типа: 

• локальная вычислительная сеть (ЛВС) - это группа компьютеров, которые могут связываться друг с другом, совместно использовать периферийное оборудование (например, жесткие диски, принтеры и т.д.) и обращаться к удаленным центральным ЭВМ или другим локальным сетям. Локальная сеть может состоять из одного или более файл-серверов, рабочих станций и периферийных устройств. Пользователи сети могут совместно использовать одни и те же файлы (как файлы данных, так и файлы программ), посылать сообщения непосредственно между рабочими станциями и защищать файлы с помощью мощной системы защиты. Основными видами локальных вычислительных сетей являются Ethernet и ARCNET.
• региональная вычислительная сеть (РВС) - это города, объединенные в сеть посредством расположенных в них компьютеров.
• глобальная вычислительная сеть (Internet) – это сеть, объединяющая целые государства.

Рассмотрим более подробно определение и конфигурацию компьютерной сети каждого вида.
Локальная сеть представляет собой коммуникационную систему, позволяющую пользователям совместно использовать ресурсы компьютеров, а также периферийных устройств. Соединения между компьютерами осуществляется посредством кабеля (коаксиальный, витая пара, оптоволоконный) через порты (параллельные или последовательные). Каждый компьютер должен иметь специальную плату (сетевой адаптер, сетевую карту).

Итак, запишем определение локальной компьютерной сети.

ЛВС – Некоторое количество взаимосвязанных компьютерных станций (часто микрокомпьютеров), находящихся на небольшой территории, например, в учреждении или на территории университета. Станции в этой сети могут связываться как с центральным компьютером, так и друг с другом. Такая сеть используется как система связи, а также для обеспечения широкого доступа к возможностям центрального компьютера.

Использование локальной сети отвечает двум основным целям:

• Обмену файлами между пользователями сети
• Использованию общедоступных ресурсов: большого пространства дисковой памяти, принтеров, программ и т.д.

Основные свойства:

• Высокая скорость передачи, большая пропускная способность;
• Низкий уровень ошибок передачи;
• Точно определенное число компьютеров, подключаемых к сети;
• Имеет один или несколько взаимосвязанных центров управления.

Сетевые адаптеры (сетевые карты) — технические устройства, выполняющие функции сопряжения компьютеров с каналами связи. Сетевые адаптеры должны соответствовать каналам связи. Для каждого вида канала связи нужен свой тип сетевого адаптера. Адаптер вставляют в свободное гнездо материнской платы компьютера и соединяют кабелем с сетевым адаптером другого компьютера. На сетевых картах выставляются адреса компьютеров в сети, без чего невозможна передача. Когда информация циркулирует по сети, каждый сетевой компьютер отбирает из общего потока лишь те данные, которые предназначены для него. Этот отбор производится в соответствии с адресом компьютера. Важнейшей характеристикой адаптеров и кабелей, является скорость передачи информации по сети – от 10 Мбит/с. до 100 Мбит/с.

 Рассмотрим несколько характеристик разновидностей кабелей:

• Коаксиальный – самый дешевый и доступный тип кабеля, но с низкой скоростью передачи информации до 10 Мбит/c.

• Витая пара, содержит пары проводников, скрученных одним с другим. Скорость передачи информации от 10 Мбит/с до 100 Мбит/с.
• Оптоволоконный кабель представляет собой стеклянный цилиндр, покрытый оболочкой с другим коэффициентом преломления. Скорость передачи информации от 100 Мбит/с.

ТОПОЛОГИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ

Существует бесконечное число способов соединения компьютеров.

Топология сети – геометрическая форма и физическое расположение компьютеров по отношению к друг другу. Топология сети позволяет сравнивать и классифицировать различные сети. Различают три основных вида топологии:

1) Звезда;

2) Кольцо;

3) Шина. ШИННАЯ ТОПОЛОГИЯ При построении сети по шинной схеме каждый компьютер присоединяется к общему кабелю, на концах которого устанавливаются терминаторы. Сигнал проходит по сети через все компьютеры, отражаясь от конечных терминаторов.

Шина проводит сигнал из одного конца сети к другому, при этом каждая рабочая станция проверяет адрес послания, и, если он совпадает с адресом рабочей станции, она его принимает. Если же адрес не совпадает, сигнал уходит по линии дальше. Если одна из подключённых машин не работает, это не сказывается на работе сети в целом, однако если соединения любой из подключенных машин м нарушается из-за повреждения контакта в разъёме или обрыва кабеля, неисправности терминатора, то весь сегмент сети (участок кабеля между двумя терминаторами) теряет целостность, что приводит к нарушению функционирования всей сети. Достоинства Недостатки 1) Отказ любой из рабочих станций не влияет на работу всей сети. 2) Простота и гибкость соединений. 3) Недорогой кабель и разъемы. 4) Необходимо небольшое количество кабеля. 5) Прокладка кабеля не вызывает особых сложностей. 1) Разрыв кабеля, или другие неполадки в соединении может исключить нормальную работу всей сети. 2) Ограниченная длина кабеля и количество рабочих станций. 3) Трудно обнаружить дефекты соединений. 4) Невысокая производительность. 5) При большом объеме передаваемых данных главный кабель может не справляться с потоком информации, что приводит к задержкам.

ТОПОЛОГИЯ «КОЛЬЦО» Эта топология представляет собой последовательное соединение компьютеров, когда последний соединён с первым. Сигнал проходит по кольцу от компьютера к компьютеру в одном направлении. Каждый компьютер работает как повторитель, усиливая сигнал и передавая его дальше. Поскольку сигнал проходит через каждый компьютер, сбой одного из них приводит к нарушению работы всей сети.

ТОПОЛОГИЯ «ЗВЕЗДА» Топология «Звезда» - схема соединения, при которой каждый компьютер подсоединяется к сети при помощи отдельного соединительного кабеля. Один конец кабеля соединяется с гнездом сетевого адаптера, другой подсоединяется к центральному устройству, называемому концентратором (hub).

Устанавливать сеть топологии «Звезда» легко и недорого. Число узлов, которые можно подключить к концентратору, определяется возможным количеством портов самого концентратора, однако имеются ограничения по числу узлов (максимум 1024). Рабочая группа, созданная по данной схеме может функционировать независимо или может быть связана с другими рабочими группами.

КОМБИНИРОВАННЫЕ ТОПОЛОГИИ

1.     «Звезда-Шина» - несколько сетей с топологией звезда объединяются при помощи магистральной линейной шины.

2.     Древовидная структура.

3.     Каждый с каждым.

4.     Пересекающиеся кольца.

5.     Снежинка.

Локальные сети при разработке, как правило, имеют симметричную топологию, глобальные—неправильную.

Все указанные схемы могут в свою очередь быть организованы двумя способами:

1.     Одноранговая сеть – построена так, что все компьютеры в сети равноправны. С каждого компьютера есть доступ к информации находящейся на любом компьютере в сети.

2.     Сеть с выделенным сервером. Это когда в сети существует центральный компьютер – сервер, с него происходит управление работой в сети. Остальные компьютеры сети называются рабочими станциями, их доступ к информации полностью зависит от сервера.

В классификации сетей существует два основных термина: LAN и WAN.

LAN (Local Area Network) – локальные сети, имеющие замкнутую инфраструктуру до выхода на поставщиков услуг. Термин «LAN» может описывать и маленькую офисную сеть, и сеть уровня большого завода, занимающего несколько сотен гектаров. Зарубежные источники дают даже близкую оценку – около шести миль (10 км) в радиусе; использование высокоскоростных каналов.

WAN (Wide Area Network) – глобальная сеть, покрывающая большие географические регионы, включающие в себя как локальные сети, так и прочие телекоммуникационные сети и устройства. Пример WAN – сети с коммутацией пакетов (Frame Relay), через которую могут «разговаривать» между собой различные компьютерные сети.

Термин «корпоративная сеть» также используется в литературе для обозначения объединения нескольких сетей, каждая из которых может быть построена на различных технических, программных и информационных принципах.

Отличительной особенностью глобальной сети является значительное удаление компьютеров друг от друга. Для их связи широко используются телефонные линии и модемы. Телефонная сеть передает звуки человеческих голосов (в виде аналоговых сигналов). Цифровые сигналы от компьютера модем преобразовывает (модулирует) в сигналы, которые могут передаваться по телефонной сети, и на другом конце соединения они принимаются другим модемом и преобразуются (демодулируются) из аналоговых сигналов в цифровые сигналы компьютера.

Модем — устройство, производящее модуляцию (преобразование цифровых сигналов в аналоговые сигналы) и демодуляцию (преобразование аналоговых сигналов в цифровые). Модем соединяет компьютер с телефонной линией. Для работы с ним в оперативную память должна быть загружена специальная управляющая программа — драйвер модема. С ее помощью производится настройка соответствующих параметров модема (установка модема), без чего работа с ним, а значит, и связь с сетью невозможна.
На другом конце телефонной линии должен быть также подключен модем, присоединенный к другому компьютеру. Тогда компьютер-приемник сможет принимать сигналы из сети, то есть модем используется в глобальной сети вместо сетевого адаптера. Если компьютер является клиентом сети, то у него должен быть определен адрес компьютера, к которому он обращается как к серверу. Эти установки выполняются при настройках протокола и программного обеспечения.
Модемы бывают внешние (выполненные в виде отдельного блока и подключаемые к системному блоку через последовательный порт) и внутренние (в виде платы, устанавливаемой в гнездо материнской платы). Различаются они максимальной скоростью передачи данных. Распространенные сейчас среди пользователей модемы имеют скорости 28 800, 33 600, 56 000 бит в секунду. Однако следует не забывать, что скорость передачи данных в первую очередь зависит от вашего провайдера и тарифа.

Для того чтобы информация, переданная одним компьютером, была понята другим компьютером после ее получения, необходимо было разработать единые правила передачи данных в сети, называемых протоколами.
Протоколы – единые правила передачи данных в компьютерной сети. При разработке протоколов учитывались все проблемы связи и вырабатывались стандартные алгоритмы доставки информации.
При любой транспортировке необходимо строго соблюдать правила.

Ответьте на вопрос, какие правила должны быть выполнены при перевозке пассажиров на поездах? 

Видите, как много всего нужно предусмотреть при транспортировках. То же самое и при передаче информации. В самом деле, передача данных — сложный процесс, и его можно рассматривать на разных уровнях. Мы не будем обсуждать их все подробно. Однако коснемся некоторых вопросов. Протокол передачи устанавливает соглашение между взаимодействующими компьютерами. Для того чтобы связь между компьютерами была установлена, необходимо задать их адреса. Эти адреса определяются сетевыми адаптерами, номерами телефонов и программами связи. Правила образования адресов компьютеров в глобальной сети должны быть абсолютно одинаковыми, несмотря на то, что компьютеры в сети могут быть разнородными и могут использовать различные операционные системы. Передача данных одним сплошным потоком может привести к их потере или искажению. Поэтому они разделяются на блоки (пакеты) информации строго определенной длины. Каждый такой блок сопровождается служебной информацией, включая опознавательные знаки его начала и конца. Протоколы передачи содержат механизм распознавания начала и конца блока. Они управляют потоками данных, распределяют их, выстраивают в очереди. На другом конце приемник информации должен работать по тем же правилам (протоколам). Только тогда компьютеры поймут, что передают друг другу. Каждый пакет получает номер, чтобы распознать ошибочно переданную или потерянную во время связи информацию, а также, чтобы запросить заново именно тот пакет, с пересылкой которого возникли проблемы. Можно сравнить передачу этих пакетов с доставкой посылок по почте в одинаковых ящиках и со стандартным оформлением адреса. Ведь каждая посылка тоже сопровождается служебной информацией. Если вам присылают несколько посылок и одна из них не дошла, вы ее, конечно, можете запросить. В связи с многочисленными задачами, которые должны решаться стандартным образом, различают разного вида протоколы передачи данных, коррекции и исправления ошибок и пр. Приведём несколько примеров: CSMA/CD, SLIP, PPP, UUCP, ISO, TCP/IP.
В сети Интернет действует международный протокол TCP/IP, созданный в 70-е годы. Управление сетью — децентрализованное. Это значит, что при выходе из строя любого узла (компьютера) сети сохраняется функционирование всех остальных компьютеров. Пакеты данных перемещаются по сети к компьютеру с нужным адресом и при возникновении аварии одного из компьютеров автоматически направляются по другому маршруту. Для получателя совершенно не важно, по какому маршруту тот или иной пакет дойдет до него. На месте назначения они соединятся в одно целое. Так что пакеты могут достичь адресата и обходными путями.

Проведение фронтального опроса по изученному материалу 

1.     Что такое компьютерные сети и какие основные задачи они решают?

2.     Перечислите известные вам типы компьютерных сетей.

3.     Что нужно для подключения по локальной сети?

4.     Какие виды соединений вам известны, для образования локальной сети?

По горизонтали: 

5. Вид локальной сети, поддерживающей равноправие компьютеров.

6. Конфигурация сети.

 8. Вид сети, действующей на территории области, края, республики.

9. Техническое устройство сопряжения компьютера с телефонной линией.

11. Тип сети.

12. Вид сетевых ресурсов ПК.

13. Физическая среда передачи сообщений.

По вертикали: 

1. Тип подключения компьютеров в сеть последовательно.

2. Коммуникационная система.

3. Поддерживаемый метод передачи сообщений, при котором информация передаётся поочерёдно.

4. Вид сети.

7. Сеть сетей.

10. «Главный» компьютер в сети.

1.     Топология сети – это …

А) схема соединения компьютеров

Б) канал передачи информации

В) приём информации

Г) скорость передачи информации

2.    Сеть, объединяющая компьютеры, установленные в одном помещении или в здании, называется:

А) региональная

Б) корпоративная

В) локальная

Г) глобальная

3.      Пропускная способность измеряется каналов передачи информации измеряется в:

А) метр/с

Б) бит/с

В) байт/с

Г) Мбит/с

4.    Если кабель проходит от одного компьютера к другому, последовательно соединяя компьютеры и периферийные устройства между собой, то реализуется локальная сеть типа:

А) «кольцо»

Б) «звезда»

В) «линейная шина»

5.      Каждый компьютер, подключенный к Интернету, имеет свой уникальный

А) формат

Б) IP-адрес

В) доменный адрес

Г) канал

6.      E-MAIL – это…

А) письмо

Б) электронная почта

В) автоответчик

Г) адрес

7.      Сетевой адаптер – это….

А) техническое устройство, выполняющее функции сопряжения компьютеров с каналами связи

Б) разновидность кабеля.

В) классификация сети.

8.      Самая быстра скорость передачи информации у…

А) коаксиального кабеля;

Б) витой пары;

В) оптоволокна.

9.      Что такое протоколы?

А) устройство для передачи канала связи;

Б) единые правила передачи данных в компьютерной сети;

В) единый IP – адрес.

10.  Internet – это…

А) Сеть, объединяющая целые государства;

Б) Локальная сеть со специально выделенным компьютером для хранения главной информации;

В) коммуникационная система, позволяющая пользователям совместно использовать ресурсы компьютеров, а также периферийные устройства.

• 1 слайд

  Локальные компьютерные сети
  Преподаватель ГПОАУ АТК Гуриценко Е.в.
  

• 2 слайд

  Цель урока:
  Ввести понятие локальной компьютерной сети, научить передавать данные на локальной компьютерной сети.
  

• 3 слайд

  Задачи урока:
  - дать представление о назначении компьютерных сетей, их видах;
  - познакомить обучающихся со структурой локальных сетей;
  - научить выделению различных типов топологий локальных сетей;
  - развивать умение обмена файлами по локальной компьютерной сети;
  - прививать обучающимся основные приемы работы в сети;
  - развивать навыки выделения топологий сети;
  - развивать познавательный интерес к предмету;
  - формировать навыки самостоятельности и дисциплинированности;
  - воспитывать добросовестное отношение к труду, инициативность;
  - формировать навыки самоконтроля.
  
  

• 4 слайд

  Компьютерная сеть
  Это совокупность компьютеров и различных устройств, обеспечивающих информационный обмен между компьютерами в сети без использования каких-либо промежуточных носителей информации
  

• 5 слайд

  Типы компьютерной сети
  локальная вычислительная сеть (ЛВС)
  региональная вычислительная сеть (РВС) - это города, объединенные в сеть посредством расположенных в них компьютеров.
  глобальная вычислительная сеть (Internet) – это сеть, объединяющая целые государства.
  
  

• 6 слайд

  Локальная компьютерная сеть (ЛВС)
  Некоторое количество взаимосвязанных компьютерных станций (часто микрокомпьютеров), находящихся на небольшой территории, например, в учреждении или на территории университета.
  

• 7 слайд

  Цели использования ЛВС
  1) Обмен файлами между пользователями сети;
  2) Использование общедоступных ресурсов: большого пространства дисковой памяти, принтеров, программ и т.д.
  
  

• 8 слайд

  Основные свойства сети
  Высокая скорость передачи, большая пропускная способность;
  Низкий уровень ошибок передачи;
  Точно определенное число компьютеров, подключаемых к сети;
  Имеет один или несколько взаимосвязанных центров управления.
  
  

• 9 слайд

  Сетевые адаптеры (сетевые карты)
  - технические устройства, выполняющие функцию сопряжения компьютеров с каналами связи.
  

• 10 слайд

  Сетевые адаптеры
  

• 11 слайд

  Разновидности кабелей
  - Коаксиальный (скорость передачи информации до 10 Мбит/с)
  
  

• 12 слайд

  Витая пара
  содержит пары проводников, скрученных одним с другим. Скорость передачи информации от 10 Мбит/с до 100 Мбит/с.
  

• 13 слайд

  Оптоволоконный кабель
  стеклянный цилиндр, покрытый оболочкой с другим коэффициентом преломления. Скорость передачи информации от 100 Мбит/с.
  

• 14 слайд

  Оптоволоконный кабель
  

• 15 слайд

  Топология сети
  геометрическая форма и физическое расположение компьютеров по отношению к друг другу.
  

• 16 слайд

  Топология сети
  

• 17 слайд

  Шинная типология
  

• 18 слайд

  Топология «кольцо»
  последовательное соединение компьютеров, когда последний соединён с первым
  

• 19 слайд

  Топология «звезда»
  схема соединения, при которой каждый компьютер подсоединяется к сети при помощи отдельного соединительного кабеля. Один конец кабеля соединяется с гнездом сетевого адаптера, другой подсоединяется к центральному устройству, называемому концентратором (hub).
  

• 20 слайд

  Топология «звезда»
  

• 21 слайд

  Звезда - шина
  несколько сетей с топологией звезда объединяются при помощи магистральной линейной шины
  

• 22 слайд

  Древовидная структура
  

• 23 слайд

  «Каждый с каждым»
  

• 24 слайд

  Пересекающиеся кольца
  

• 25 слайд

  «Снежинка»
  

• 26 слайд

  Модем
  устройство, производящее модуляцию (преобразование цифровых сигналов в аналоговые сигналы) и демодуляцию (преобразование аналоговых сигналов в цифровые)
  

• 27 слайд

  Протоколы
  единые правила передачи данных в компьютерной сети