Локальные сети. Организация уроков по преподаванию информатики

Введение

В последние годы произошло осознание фундаментальной роли информации в общественном развитии. Наше время называют “веком информации”. Еще никогда в распоряжении столь многих людей не было так много информации за столь короткое время. Ежедневно до нас доходит все более нарастающий ее поток, который отнимает у нас все больше времени. Сориентироваться в этом поистине безбрежном море непросто. Что из этой информации важно, а что не важно, как с ней работать, как оценивать? Вопросов возникает множество. И это область деятельности, где еще много “белых пятен”.

Для всех членов общества возрастает необходимость постоянного повышения квалификации, обновления знаний, освоения новых видов деятельности. Признаком информационного общества является утверждение культа знаний.

В условиях информатизации современного общества особую актуальность приобретает формирование информационной культуры личности, перед которой открываются широкие перспективы эффективного использования накопленных человечеством информационных ресурсов. Все более типичными атрибутами не только профессиональной, но и домашней сферы, становится персональный компьютер и Интернет.

Отсутствие целостной концепции формирования информационной культуры индивида, а также глобальность задачи подготовки молодого поколения к жизни в информационном обществе придают этой проблеме общегосударственное значение. И в решении поставленной проблемы особое место, безусловно, должны занять общеобразовательные учреждения.

Требуются специальные поисковые знания. И не обойтись без них сегодня никому: ни ученому, ни преподавателю, ни студенту, ни учащемуся, да и самому библиотекарю, который должен не только обладать поисковыми данными, но и уметь их привить пользователям информации.

Можно “загрузиться” и “перезагрузиться” информацией. Однако лишь широкое современное образование позволяет человеку отделить зерно от плевел, толково воспользоваться информацией и превратить ее в знание.

Очевидно, что огромную роль приобретает вопрос: что именно мы читаем, как выбираем объекты чтения из необозримых документальных массивов. Ведь то, что может прочесть за свою жизнь человек, ничтожно мало, если бессистемно читать все случайно попадающееся на глаза, и это очень много, если чтение правильно организовано.

Учитывая, что школа -- это уменьшенная модель ВУЗа, на школьные библиотеки также возлагается обязанность оправдать ожидания вузовских библиотек в том, что современный учащийся -- пользователь будущего -- будет готов к эффективному потреблению предоставляемых ему информационных ресурсов. А понятие “пользователь”, как вы понимаете, гораздо шире понятия “читатель” и включает в себя не только чтение как процесс восприятия информации из печатного текста, но и обращение к другим видам информации.

Проблема формирования у детей, подростков, юношества информационной культуры имеет не только богатую историю развития, но и характеризуется множественностью подходов к ее теоретическому осмыслению и практическому решению. Создавались научно обоснованные программы “ББЗ школьникам”, которые с годами видоизменялись и дополнялись с учетом требований времени. Понимая необходимость пропаганды таких знаний, многие школьные библиотеки пытаются создавать свои варианты программ. К нашей радости появились методические пособия (в 2-х книгах), разработанные ГНПБ им. Ушинского, которые можно очень хорошо использовать в своей работе.

Мы убеждены в том, что формирование информационной культуры личности неразрывно связано с деятельностью образовательных учреждений. Именно они, в соответствии с существующим законодательством в данной сфере, способной оказывать влияние на каждого учащегося, в отличие от многих других причастных к решению этой задачи организаций, которые в принципе лишены такой возможности.

Под информационной культурой мы понимаем: систематизированную совокупность знаний, умений, навыков, обеспечивающая оптимальное осуществление индивидуальной информационной деятельности, направленной на удовлетворение информационных потребностей учащихся, возникающих в ходе учебной, научно-познавательной и иных видов деятельности.

Современная система образования призвана формировать умение учиться, ориентироваться в массивах информации, извлекать знания. В этих условиях особое значение приобретает организация информационного образования и повышение информацию.

ГЛАВА I. КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ И ТЕЛЕКОММУНИАЦИИ

1.1 Аппаратные средства

Локальные сети (ЛС ЭВМ) объединяют относительно небольшое число компьютеров (обычно от 10 до 100, хотя изредка встречаются и гораздо большие) в пределах одного помещения (учебный компьютерный класс), здания или учреждении (например, университета). Традиционное название - локальная вычислительная сеть (ЛВС) - скорее дань тем временам, когда сети в основном использовались да решения вычислительных задач; сегодня же в 99% случаев речь идет исключительно об обмене информацией в виде текстов, графических и видео-образов, числовых массивов. Полезность ЛС объясняется тем, что от 60% до 90% необходимой учреждению информации циркулирует внутри него, не нуждаясь в выходе наружу.

Большое влияние на развитие ЛС оказало создание автоматизированных систем управления предприятиями (АСУ). АСУ включают несколько автоматизированных рабочих мест (АРМ), измерительных комплексов, пунктов управления. Другое важнейшее поле деятельности, в котором ЛС доказали свою эффективность - создание классов учебной вычислительной техники (КУВТ).

Благодаря относительно небольшим длинам линий связи (как правило, не более 300 метров), по ЛC можно передавать информацию в цифровом виде с высокой скоростью передачи. На больших расстояниях такой способ передачи неприемлем из-за неизбежного затухания высокочастотных сигналов, в этих случаях приходится прибегать к дополнительным техническим (цифро-аналоговым преобразованиям) и программным (протоколам коррекции ошибок и др.) решениям.

Характерная особенность ЛС - наличие связывающего всех абонентов высокоскоростного канала связи для передачи информации в цифровом виде. Существуют проводные и беспроводные каналы. Каждый из них характеризуется определенными значениями существенных с точки зрения организации ЛС параметров:

* скорости передачи данных;

* максимальной длины линии;

* помехозащищенности;

* механической прочности;

* удобства и простоты монтажа;

* стоимости.

В настоящее время обычно применяют четыре типа сетевых кабелей:

* коаксиальный кабель;

* незащищенная витая пара;

* защищенная витая пара;

* волоконно-оптический кабель.

Первые три типа кабелей передают электрический сигнал по медным проводникам. Волоконно-оптические кабели передают свет по стеклянному волокну.

Большинство сетей допускает несколько вариантов кабельных соединений. [5]

Коаксиальные кабели состоят из двух проводников, окруженных изолирующими слоями. Первый слой изоляции окружает центральный медный провод. Этот слой оплетен снаружи внешним экранирующим проводником. Наиболее распространенными коаксиальными кабелями являются толстый и тонкий кабели «Ethernet». Такая конструкция обеспечивает хорошую помехозащищенность и малое затухание сигнала на расстояниях.

Различают толстый (около 10 мм в диаметре) и тонкий (около 4 мм) коаксиальные кабели. Обладая преимуществами по помехозащищенности, прочности, длине лигой, толстый коаксиальный кабель дороже и сложнее в монтаже (его сложнее протягивать по кабельным каналам), чем тонкий. До последнего времени тонкий коаксиальный кабель представлял собой разумный компромисс между основными параметрами линий связи ЛВС и в российских условиях наиболее часто используют для организации крупных ЛС предприятий и учреждений. Однако более дорогие толстые кабели обеспечивают лучшую передачу данных на большее расстояние и менее чувствительны к электромагнитным помехам.

Витые пары представляют собой два повода, скрученных вместе шестью оборотами на дюйм для обеспечения защиты от электромагнитных помех и электрического сопротивления. Другим наименованием, обычно (потребляемым для такого провода) является «IBM тип-3». В США такие кабели прокладываются при постройке зданий для обеспечения телефонной связи. Однако использование телефонного провода, особенно когда он уже размещен в здании, может создать большие проблемы. Во-первых, незащищенные витые пары чувствительны к электромагнитным помехам, например электрическим шумам, создаваемые люминесцентными светильниками и движущимися лифтами. Помехи могут создавать также сигналы, передаваемые по замкнутому контуру в телефонных линиях, проходящих вдоль кабеля локальной сети. Кроме того, витые пары плохого качества могут иметь переменное число витков на дюйм, что искажает расчетное электрическое сопротивление.

Важно также заметить, что телефонные провода не всегда проложены по прямой линии. Кабель, соединяющий два рядом расположенных помещения, может на самом деле обойти половину здания. Недооценка длины кабеля в этом случае может привести к тому, что фактически она превысит максимально допустимую длину.

Защищенные витые пары схожи с незащищенными, за исключением того, что они используют более толстые провода и защищены от внешнего воздействия шеи изолятора. Наиболее распространенный тип такого кабеля, применяемого в локальных сетях, «IBM тип-1» представляет собой защищенный кабель с двумя витыми парами непрерывного провода. В новых зданиях лучшим вариантом может быть кабель «тип-2», так как он включает помимо линии передачи данных четыре незащищенные пары непрерывного провода для передачи телефонных переговоров. Таким образом, «тип-2» позволяет использовать один кабель для передачи как телефонных переговоров, так и данных по локальной сети.

Защита и тщательное соблюдение числа повивов на дюйм делают защищенный кабель с витыми парами надежным альтернативным кабельным соединение» Однако эта надежность приводит к увеличению стоимости.

Волоконно-оптические кабели передают данные в виде световых импульсов» стеклянным «проводам». Большинство систем локальных сетей в настоящее время поддерживает волоконно-оптическое кабельное соединение. Волоконно-оптический кабель обладает существенными преимуществами по сравнению с любыми вариантами медного кабеля. Волоконно-оптические кабели обеспечивают наивысшую скорость передачи; они более надежны, так как не подвержены потерям информационных пакетов из-за электромагнитных помех. Оптический кабель очень тонок и гибок, что делает его транспортировку более удобной по сравнению с более тяжелым медным кабелем. Однако наиболее важно то, что только оптический кабель имеет достаточную пропускную способность, которая в будущем потребуется для более быстрых сетей.

Пока еще цена волоконно-оптического кабеля значительно выше медного. По сравнению с медным кабелем монтаж оптического кабеля более трудоемок, по сколько концы его должны быть тщательно отполированы и выровнены до обеспечения надежного соединения. Однако ныне происходит переход на оптоволоконные линии, абсолютно неподверженные помехам и находящиеся вне конкуренции по пропускной способности. Стоимость таких линий неуклонно снижается, технологические трудности стыковки оптических волокон успешно преодолеваются.

Беспроводная связь на радиоволнах СВЧ диапазона может использоваться для организации сетей в пределах больших помещений типа ангаров или павильонов, там где использование обычных линий связи затруднено или нецелесообразно. Кроме того, беспроводные линии могут связывать удаленные сегменты локальных сетей на расстояниях 3 - 5 км (с антенной типа волновой канал) и 25 км (с направленной параболической антенной) при условии прямой видимости. Организации беспроводной сети существенно дороже, чем обычной.

Для организации учебных ЛС чаще всего используется витая пара, как сама! дешевая, поскольку требования к скорости передачи данных и длине линий не являются критическими.

Для связи компьютеров с помощью линий связи ЛС требуются адаптеры сети (или, как их иногда называют, сетевые платы). Самыми известными являются: адаптеры следующих трех типов:

* ArcNet;

* Token Ring;

* Ethernet.

Из них последние получили в России подавляющее распространение. Адаптер сети вставляется непосредственно в свободный слот материнской платы персонального компьютера и к нему на задней панели системного блока подстыковывается линия связи ЛС. Адаптер, в зависимости от своего типа, реализует ту или иную стратегию доступа от одного компьютера к другому. [5]

1.2 Конфигурация локальных сетей и организация обмена информацией

В простейших сетях с небольшим числом компьютеров они могут быть полностью равноправными; сеть в этом случае обеспечивает передачу данных от любого компьютера к любому другому для коллективной работы над информацией. Такая сеть называется одноранговой.

Однако в крупных сетях с большим числом компьютеров оказывается целесообразным выделять один (или несколько) мощных компьютеров для обслуживания потребностей сети (хранение и передачу данных, печать на сетевом принтере). Такие выделенные компьютеры называют серверами; они работают под управлением сетевой операционной системы. В качестве сервера обычно используется высокопроизводительный компьютер с большим ОЗУ и винчестером (или даже несколькими винчестерами) большой емкости. Клавиатура и дисплей для сервера сети не обязательны, поскольку они используются очень редко (для настройки сетевой ОС).

Все остальные компьютеры называются рабочими станциями. Рабочие станции могут не иметь винчестерских дисков или даже дисководов вовсе. Такие рабочие станции называют бездисковыми. Первичная загрузка ОС на бездисковые рабочие станции происходит по локальной сети с использованием специально устанавливаемых на сетевые адаптеры рабочих станций микросхем ПЗУ, хранящих программу начальной загрузки.

ЛС в зависимости от назначения и технических решений могут иметь различные конфигурации (или, как еще говорят, архитектуру, или топологию).

В кольцевой ЛС информация передается по замкнутому каналу. Каждый абонент непосредственно связан с двумя ближайшими соседями, хотя в принципе способен связаться с любым абонентом сети (см. приложение 1).

В звездообразной (радиальной) ЛС в центре находится центральный управляющий компьютер, последовательно связывающийся с абонентами и связывающий их друг с другом (см. приложение 2).

В шинной конфигурации компьютеры подключены к общему для них каналу (шине), через который могут обмениваться сообщениями (см. приложение 3).

В древовидной - существует «главный» компьютер, которому подчинены компьютеры следующего уровня, и т.д.

Кроме того, возможны конфигурации без отчетливого характера связей; пределом является полносвязная конфигурация, когда каждый компьютер в сети непосредственно связан с любым другим компьютером.

В крупных ЛС предприятий и учреждений чаще всего используется шинная (шейная) топология, соответствующая архитектуре многих административных зданий, имеющих длинные коридоры и кабинеты сотрудников вдоль них. Для учебных целей в КУВТ чаще всего используют кольцевые и звездообразные ЛС.

В любой физической конфигурации поддержка доступа от одного компьютера к другому, наличие или отсутствие выделенного компьютера (в составе КУВТ его называют «учительским», а остальные - «ученическими»), выполняется программой - сетевой операционной системой, которая по отношению к ОС отдельных компьютеров является надстройкой. Для современных высокоразвитых ОС персональных компьютеров вполне характерно наличие сетевых возможностей (например, OS/2, WINDOWS'95-98).

Процесс передачи данных по сети определяют шесть компонент:

* компьютер-источник;

* блок протокола;

* передатчик;

* физическая кабельная сеть;

* приемник;

* компьютер-адресат.

Компьютер-источник может быть рабочей станцией, файл-сервером, шлюзом или любым компьютером, подключенным к сети. Блок протокола состоит из набора микросхем и программного драйвера для платы сетевого интерфейса. Блок протокола отвечает за логику передачи по сети. Передатчик посылает электрический сигнал через физическую топологическую схему. Приемник распознает и принимает сигнал, передающийся по сети, и направляет его для преобразования в блок протокола. Цикл передачи данных начинается с компьютера-источника, передающего исходные данные в блок протокола. Блок протокола организует данные в пакет передачи, содержащий соответствующий запрос к обслуживающим устройствам, информацию по обработке запроса (включая, если необходимо, адрес получателя) и исходные данные для передачи. Пакет затем направляется в передатчик для преобразования в сетевой сигнал. Пакет распространяется по сетевому кабелю пока не попадает в приемник, где перекодируется в данные. Здесь управление переходит к блоку протокола, который проверяет данные на сбойность, передает «квитанцию» о приеме пакета источнику, переформировывает пакеты и передает их в компьютер-адресат. [5]

В ходе процесса передачи блок протокола управляет логикой передачи по сети через схему доступа.

Каждая сетевая ОС использует определенную стратегию доступа от одного компьютера к другому. Широко используются маркерные методы доступа (называемые те селективной передачей), когда компьютер-абонент получает от центрального компьютера сети, так называемый, маркер - сигнал на право ведения передачи в течение определенного времени, после чего маркер передается другому абоненту. При конкурентном методе доступа абонент начинает передачу данных, если обнаруживает свободной линию, или откладывает передачу на некоторый промежуток времени, если линия занята другим абонентом. При другом способе - резервировании времени - у каждого абонента есть определенный промежуток, в течение которого линия принадлежит только ему.

Наиболее часто применяются две основные схемы:

* конкурентная (Ethernet);

* с маркерным доступом (Token Ring, Arcnet).

Ведутся дебаты о том, какая схема более эффективна - конкурентная или с маркерным доступом. Сети с маркерным доступом обычно более медленные, но они дают более предсказуемыми свойствами, чем конкурентные. По мере роста числа пользователей у сетей с маркерным доступом параметры ухудшаются медленнее, чем у конкурентных сетей. Эффективность сети зависит от величины потока сообщений, который необязательно связан с числом активных рабочих станций. По конкурентной схеме, когда много рабочих станций одновременно пытаются переслать данные, возникают наложения. Таким образом, если большая часть обработки данных в сети выполняется локально (например, если рабочие станции занята, главным образом, локальной подготовкой текстов), эффективность сети остается высокой, даже если к сети подключено много пользователей. [5]

При схеме с маркерным доступом эффективность непосредственно определяем числом активных рабочих станций, а не полным потоком сообщений, передаваемы по сети. Каждый дополнительный пользователь добавляет еще один адрес, по которому будет передан маркер независимо от того, нуждается или нет рабочая станция в пересылке сообщения.

Сеть Ethernet использует для управления передачей данных по сети конкурентную схему. Элементы сети Ethernet могут быть соединены по шинной или звездной топологии с использованием витых пар, коаксиальных или волоконно-оптических кабелей.

Основным преимуществом сетей Ethernet является их быстродействие. Обладая скоростью передачи от 10 до 100 Мбит/с, Ethernet является одной из самых быстрых среди существующих локальных сетей. Однако такое быстродействие, в свои очередь, вызывает определенные проблемы: из-за того, что предельные возможности тонкого медного кабеля лишь незначительно превышают указанную скорого передачи в 10 Мбит/с, даже небольшие электромагнитные помехи могут значительно ухудшить производительность сети.

Как показывает их наименование, сети IBM Token Ring используют для передачи данных схему с маркерным доступом. Сеть Token Ring физически выполнена по схеме «звезда», но ведет себя как кольцевая. Другими словами, пакеты данные передаются с одной рабочей станции на другую последовательно (как в кольцевой сети), но постоянно проходят через центральный компьютер (как в сетях типа «звезда»). Сети Token Ring могут осуществлять передачу как по незащищенными защищенным витым проводным парам, так и по волоконно-оптическим кабелям. [5]

Сети Token Ring существуют в двух версиях, со скоростью передачи в 4 ид 16 Мбит/с. Однако, хотя отдельные сети работают на скоростях либо 4, либо 16 Мбит/с, возможно соединение через мосты сетей с разными скоростями передачи, Сети Token Ring надежны, обладают высокой скоростью (особенно версия со скоростью передачи 16 Мбит/с) и просты для установки. Однако по сравнению сетями ARCnet сети Token Ring дороги.

Сеть ARCnet использует схему с маркерным доступом и может работать как в шинной, так и в звездной топологии. Схема «звезда» обычно обеспечивает лучшую производительность, так как при этой топологии возникает меньше конфликта при передаче. ARCnet совместима с коаксиальными кабелями, витыми парами и волоконно-оптическими кабелями.

Системы ARCnet являются сравнительно медленными. Передача осуществляется на скорости лишь 2,5 Мбит/с, что значительно меньше, чем в других типах сетей, Несмотря на малое быстродействие, ARCnet сохраняет свою популярность. Ее мала» скорость передачи является в своем роде компенсацией за эффективный метод передачи сигналов. ARCnet - сравнительно недорогая и гибкая система, которая легко устанавливается, расширяется и подвергается изменению конфигурации.

Правила организации передачи данных в сети называют протоколом. Определенный протокол поддерживается как аппаратно (адаптерами сети), так и программно (сетевой ОС).

В ЛС данные передаются от одного компьютера к другому блоками, которые называют пакетами данных. Станция, передающая пакет данных, обычно указывает в его заголовке адрес назначения данных и свой собственный адрес. Пакеты могут передаваться между рабочими станциями без подтверждения - это тип связи на уровне датаграмм. Проверка правильности передачи пакетов в этом случае выполняется сетевой ОС, которая может сама посылать пакеты, подтверждающие правильную передачу данных. Важное преимущество датаграмм - возможность посылки пакетов сразу всем станциям в сети. [5]

Например, протокол передачи данных IPX (от слов «Internetwork Packet Exchange», что означает «межсетевой обмен пакетами») используется в сетевом программном обеспечении фирмы «Novell» и является реализацией датаграмм. Другой пример - разработанный фирмой IBM протокол NETBIOS, также получивший большую известность, тоже работает на уровне датаграмм.

Сетевой адрес состоит из нескольких компонентов:

* номера сети;

* адреса станции в сети;

* идентификатора программы на рабочей станции.

Номер сети - это номер сегмента сети (кабельного хозяйства), определяемого системным администратором при установке сетевой ОС.

Адрес станции - это число, являющееся уникальным для каждой рабочей станции. Уникальность адресов при использовании адаптеров Ethernet обеспечивается заводом-изготовителем плат (адрес станции записывается в микросхеме ПЗУ адаптеров.

На адаптерах ArcNet адрес станции устанавливается при помощи перемычек или микропереключателей.

Идентификатор программы на рабочей станции называется сокет. Это - число, которое используется для адресации пакетов в конкретной программе, работающей на станции под управлением многозадачной операционной системы (типа Windows, OS/2). Каждая программа для того, чтобы посылать или получать данные по сети, должна получить свой, уникальный для данной рабочей станции, идентификатор - сокет. [5]

ГЛАВА II. ОРГАНИЗАЦИЯ И МЕТОДИКА ПРЕПОДАВАНИЯ УРОКОВ ПО ТЕМЕ КОММУНИКАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

2.1 Локальные сети учебного назначения

ЛС КУВТ (локальные сети классов учебной вычислительной техники) - совокупность аппаратных и программных средств, ориентированных на использование в учебном процессе. В нашей стране в конце 80-х годов получили широкое распространение КУВТ «Ямаха» (японского производства), отечественные КУВТ на базе микро-ЭВМ БК0010, УКНЦ, «Корвет». Им на смену пришли КУВТ на базе компьютеров IBM PC (и им подобных) и «Apple Macintosh».

В ряде мест функционируют и гибридные КУВТ с головной машиной IBM PC и ученическими УКНЦ или «Корвет».

В состав каждого КУВТ входят:

* рабочее место преподавателя (РМП);

* рабочие места учащихся (РМУ) - обычно 10 - 15;

* аппаратные и программные средства сетеобразования.

В составе РМП обязательно находится компьютер (системный блок, дисплей и клавиатура), достаточно емкое устройство для хранения информации - накопитель и принтер. В указанных выше КУВТ первого поколения обычно роль накопителя выполняли два НГМД и бытовой кассетный магнитофон. Разумеется, такая сеть предоставляет весьма слабые возможности; в современных ЛС КУВТ на головной машине находится винчестер с емкостью до 120 Гбайт, CD-Rw, DVD-Rom другие устройства.

Сетевая ОС, функционирующая на РМП, должна предоставлять следующий минимальный набор пользовательских возможностей:

* пересылку программ и данных с РМП на каждое из РМУ и обратно;

* исполнение программ как на РМУ, так и на РМП;

* вывод программ и данных с РМУ на внешние накопители и принтер РМП;

* групповую рассылку программ с РМП на все РМУ.

В ходе этой работы ОС ЛС КУВТ должна быть способной к следующему:

1. Поддержка файловой системы. Это связано с необходимостью обеспечить абонентам - учащимся - доступ к файлам, хранящимся на головной машине сети, которая в этом случае исполняет роль файлового сервера. В более «продвинутом» варианте на головной машине может иметься база данных, представляющая интерес для учебного процесса, и ОС должна поддерживать доступ к этой базе.

2. Защита данных и разграничение доступа. Без этого файлы одних учащихся при записи на общий диск сотрут файлы других. Кроме того, в такой системе коллективного пользования могут быть конфиденциальные данные, и система должна предусмотреть вариант их защиты от несанкционированного доступа (например, по паролю).

3. Система контроля и ведения урока. Она включает возможность преподавателю вмешиваться в работу учащихся, просматривать их экраны, вызывать и редактировать их программы, организовывать коллективные демонстрации и т.д. [5]

Высокоразвитые ОС ЛС КУВТ предоставляют немалые возможности. Среди команд преподавателя есть несколько справочных, позволяющих установить в каком режиме функционируют компьютеры учащихся, команды пересылки программ и их автоматического запуска на РМУ, команды вызова файлов - программ и данных - с любого из РМУ на РМП или на диск, отключения любого из РМУ от сети и обратное подключение. Сеть поддерживает локальную электронную почту и обмен короткими текстовыми сообщениями между любыми компьютерами.

Очень важен такой показатель как быстродействие сети. Так, скорость передачи по исходной ЛС КУВТ УКНЦ в 5-8 кбит/с приводит, например, к затрате нескольких минут на рассылку компилятора Паскаля - это слишком много для учебного процесса. Установка в этом классе головной машины IBM PC с сетевой системой фирмы «Линакс» сокращает это время минимум в 10 раз. Однако, даже в классах на основе компьютеров IBM PC и Macintosh скорость рассылки по сети бывает недостаточно высокой, что создает проблемы при учебной работе.

С развитием локальных сетей в предмет «Информатика и информационные компьютерные технологии» стали вносить как тему для изучения - «Компьютерные сети и телекоммуникации». [5]

2.2 Разработка уроков по учебнику Н. Угриновича «Информатика, базовый курс, 9»

Разобрав тематическое планирование по разделу «Информатика и ИКТ» можно приступить к разработке уроков по учебнику Н. Угриновича «Информатика, базовый курс, 9». В таблице представлено 13 тем по данному разделу, поэтому количество уроков не будет превышать данной цифры и темы уроков почти не будут отличаться от тем планирования.

Урок №1

Тема урока: Предоставление доступа к дискам локального компьютера, подключенного к ЛС

Цели:

· Познакомить уч-ся с понятием ЛС, виды ЛС, расширить круг знаний по ЛС.

· Развить внимание, мышление, память.

Оборудование: Доска, ученические ПК, приложения.

Ход урока:

1. Орг. момент.

2) Основная часть

a. Объяснение нового материала.

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

Локальная сеть объединяет компьютеры, установленные на сравнительно небольшом удалении друг от друга (в одном помещении или здании).

Например, в ЛС обычно объединены компьютеры в школьном компьютерном классе, а в здании школы в локальную сеть могут быть объединены несколько десятков компьютеров, установленных в предметных кабинетах. (см. приложение)

Одноранговые сети и сети с использованием сервера.

В небольших локальных сетях все компьютеры обычно равноправны, т.е. пользователи самостоятельно решают, какие ресурсы своего компьютера (диски, папки или подключенные принтеры) сделать доступными для других пользователей сети. После этого пользователи, работающими за другими компьютерами сети, могут пользоваться ресурсами чужого компьютера как своими собственными. В результате основным недостатком таких одноранговых сетей является слабая защищенность информации от несанкционированного доступа.

В целях обеспечения большей информационной безопасности один из компьютеров локальной сети может быть выделен в качестве сервера, на котором обычно хранится наиболее важная информация. Правила доступа к этой информации устанавливает один человек - администратор сети.

Папка Сетевое окружение. Подключенные к локальной сети компьютеры входят в папку Сетевое окружение иерархической файловой системы.

Щелчок по значку Сетевое окружение, находящемуся на рабочем столе, вызывает окно, содержащее папки компьютеров, подключенных к локальной сети.

Каждый из компьютеров сети также является папкой, в свою очередь, содержащее папки дисков. Если к папкам и дискам компьютера или подключенному принтеру предоставлен доступ, то любой пользователь сети может использовать их как свои собственные (копировать, удалять или переименовывать папки, печать на принтере).

Каждый компьютер, подключенный к ЛС, должен иметь сетевую плату, основной функцией которой является передача и прием информации из сети.

Подключение настольных компьютеров обычно производится с помощью кабеля (электрического или оптического). Для подключения портативных и карманных компьютеров часто используют беспроводное подключение, при котором передача данных осуществляется с помощью электромагнитных волн.

б) Заключение

Что такое сервер?

Что такое одноранговая сеть?

Кто такой администратор сети?

Назовите виды кабелей для подключения компьютеров в ЛС? [9]

Урок №2

Тема урока: Глобальная сеть. Настройка подключения к Интернету.

Цели:

· Познакомить уч-ся с понятием ГС, виды ГС, видами подключений к Интернету, расширить круг знаний по понятию Интернет.

· Развить внимание, мышление, память.

· Отработать практику работы с клавиатурой.

Оборудование: Схема, ученические ПК, проектор.

Ход урока:

1. Организационный момент.

2) Основная часть

а) Повторение.

Что такое сервер?

Что такое одноранговая сеть?

Кто такой администратор сети?

Назовите виды кабелей для подключения компьютеров в ЛС?

б) Объяснение нового материала.

Интернет -- сеть сетей. Локальные сети обычно объединяют несколько десятков компьютеров, размещенных в одном здании, однако они не позволяют обеспечить совместный доступ к информации пользователям, находящимся, например, в различных частях города. В этом случае дистанционный доступ к информации обеспечивают региональные сети, объединяющие компьютеры в пределах одного региона (города, страны, континента).

Многие организации, заинтересованные в защите информации от несанкционированного доступа (например, военные, банковские и пр.), создают собственные, так называемые корпоративные сети. Корпоративная сеть может объединять тысячи и десятки тысяч компьютеров, размещенных в различных странах и городах.

Потребности формирования единого мирового информационного пространства привели к объединению локальных, региональных и корпоративных сетей в глобальную компьютерную сеть Интернет. В результате в настоящее время (на январь 2004 года) основу Интернета составляют более двухсот миллионов серверов.

Надежность функционирования глобальной сети обеспечивает большое количество каналов передачи информации с высокой пропускной способностью между локальными, региональными и корпоративными сетями. Например, российская региональная компьютерная сеть Рунет (RU) соединяется многочисленными каналами передачи информации с североамериканской (US), европейской (EU) и японской (JP) региональными сетями.

Интернет -- это глобальная компьютерная сеть, в которой локальные, региональные и корпоративные сети соединены между собой многочисленными каналами передачи информации с высокой пропускной способностью.

Подключение к Интернету. В каждой локальной, региональной или корпоративной сети имеется, по крайней мере, один компьютер (сервер Интернета), который имеет постоянное подключение к Интернету.

Для подключения локальных сетей чаще всего используются оптоволоконные линии связи. Однако в случаях подключения неудобно расположенных или удаленных компьютерных сетей, когда прокладка кабеля затруднена или невозможна, используются беспроводные линии связи. Если передающая и принимающая антенны находятся в пределах прямой видимости, то используются радиоканалы, в противном случае обмен информацией производится через спутниковый канал с использованием специальных антенн (рис. 5.6).

Современные технологии позволяют использовать обычные телефонные каналы для высокоскоростного (1 Мбит/с и выше) подключения к Интернету. Важно, что при этом телефонный номер остается свободным.

Сотни миллионов компьютеров пользователей могут периодически подключаться к Интернету по коммутируемым телефонным каналам с помощью провайдеров Интернета.

Провайдеры Интернета имеют высокоскоростные соединения своих серверов с Интернетом и поэтому могут предоставить Интернет-доступ по телефонным каналам одновременно сотням и тысячам пользователей.

Для соединения компьютера пользователя по телефонному каналу с сервером Интернет-провайдера к обоим компьютерам должны быть подключены модемы. Модемы обеспечивают передачу цифровых компьютерных данных по аналоговым телефонным каналам со скоростью до 10 Мбит/с.

Внешние модемы подключаются к компьютеру с помощью кабелей, внутренние модемы устанавливаются внутри корпуса компьютера.

Провайдер Интернета на коммерческой основе сообщает пользователю логин (идентификатор пользователя), пароль и номера телефонов доступа. Качество доступа в Интернет оценивается возможностью быстрого дозвона (соотношением количества пользователей и входных телефонных линий), скоростью доступа (наличием у провайдера высокоскоростных линий подключения к Интернету) и стоимостью.

в) Заключение

1. Какие типы компьютерных сетей образуют Интернет?

2. Какие существуют способы подключения к Интернету и каковы их достоинства и недостатки? [9]

Урок №3

Тема урока: «География» Интернета. Адресация и маршрутизация и транспортировка данных по компьютерным сетям

Цели:

· Познакомить уч-ся с понятием адресация, доменной системой, маршрутизация, представление информации к компьютере.

· Развить внимание, мышление, память.

· Закрепить ранее полученный материал.

Оборудование: Доска, ученические ПК.

Ход урока:

1. Организационный момент.

2. Основная часть

a. Повторение.

1. Какие типы компьютерных сетей образуют Интернет?

2. Какие существуют способы подключения к Интернету и каковы их достоинства и недостатки?

б) Объяснение нового материала.

Адресация в Интернете

Интернет-адрес. Для того чтобы в процессе обмена информацией компьютеры могли найти друг друга, в Интернете существует единая система адресации, основанная на использовании Интернет-адресов.

Каждый компьютер, подключенный к Интернету, имеет свой уникальный двоичный 32-битовый Интернет-адрес.

Существует формула, которая связывает между собой количество возможных информационных сообщений N и количество информации I, которое несет полученное сообщение:

N = 2¹.

Интернет-адрес несет количество информации I = 32 бита, тогда общее количество iN различных Интернет-адресов равно:

N=2ⁱ=2³²= 4 294 967 296.

Интернет-адрес длиной 32 бита позволяет подключить к Интернету более 4 миллиардов компьютеров.

По новой технологии «Умный дом» к Интернету смогут быть подключены не только компьютеры, но и бытовые приборы (холодильники, стиральные машины и др.) и аудио- и видеотехника, которыми можно будет управлять дистанционно. В этом случае четырех миллиардов Интернет-адресов может оказаться недостаточно и придется перейти на более длинный Интернет-адрес.

Для удобства восприятия двоичный 32-битовый Интернет-адрес можно разбить на четыре части по 8 битов и каждую часть представить в десятичной форме. Десятичный Интернет-адрес состоит из четырех чисел в диапазоне от 0 до 255, разделенных точками (например, 213.171.37.202).

Все серверы Интернета имеют постоянные Интернет-адреса. Однако провайдеры Интернета предоставляют пользователям доступ в Интернет не с постоянным, а с временным Интернет-адресом. Интернет-адрес может меняться при каждом подключении к Интернету.

Доменная система имен. Человеку запомнить числовой адрес нелегко, поэтому для удобства пользователей Интернета была введена доменная система имен, которая ставит в соответствие числовому Интернет-адресу компьютера уникальное доменное имя.

Доменная система имен имеет иерархическую структуру: домены верхнего уровня -- домены второго уровня -- домены третьего уровня.

Домены верхнего уровня существуют двух типов: географические и административные. Каждой стране мира выделен свой географический домен, обозначаемый двухбуквенным кодом. Например, России принадлежит географический домен ru, в котором российские организации и граждане имеют право зарегистрировать домен второго уровня.

Административные домены обозначаются тремя или более буквами и предназначены для регистрации доменов второго уровня организациями различных типов (табл.1).

Таблица.1. Некоторые имена доменов верхнего уровня

Административные	Тип организации	Географические	Страна
com, biz	Коммерческая	са	Канада
Edu	Образовательная	de	Германия
Net	Коммуникационная	JP	Япония
org, pro	Некоммерческая	Ru	Россия
Name	Персональная	It	Италия
museum	Музей	Uk	Великобритания

Так, компания Microsoft зарегистрировала домен второго уровня Microsoft в административном домене верхнего уровня com, а Московский институт открытого образования -- домен второго уровня metodist в географическом домене верхнего уровня ru.

Доменное имя сервера Интернета состоит из последовательности (справа налево) имен домена верхнего уровня, домена второго уровня и собственно имени компьютера. Так, основной сервер компании Microsoft имеет имя www.microsoft.com, а сервер института имеет имя iit.metodist.ru.

Каждый компьютер, подключенный к Интернету, имеет Интернет-адрес, однако он может не иметь доменного имени. Доменные имена имеют серверы Интернета, но обычно не имеют компьютеры, подключающиеся по телефонным линиям.

Маршрутизация и транспортировка данных по компьютерным сетям

Сеть Интернет, являющаяся сетью сетей и объединяющая громадное количество различных локальных, региональных и корпоративных сетей, функционирует и развивается благодаря использованию единого принципа маршрутизации и транспортировки данных.

Маршрутизация данных. Маршрутизация данных обеспечивает передачу информации между компьютерами сети. Рассмотрим принцип маршрутизации данных по аналогии с

передачей информации с помощью обычной почты. Для того чтобы письмо дошло по назначению, на конверте указывается адрес получателя (кому письмо) и адрес отправителя (от кого письмо).

Аналогично, передаваемая по сети информация «упаковывается в конверт», на котором «пишутся» Интернет-адреса компьютеров получателя и отправителя, например: «Кому: 198.78.213.185», «От кого: 193.124.5.33». Содержимое конверта на компьютерном языке называется Интернет-пакетом и представляет собой набор байтов.

В процессе пересылки обыкновенных писем они сначала доставляются на ближайшее к отправителю почтовое отделение, а затем передаются по цепочке почтовых отделений на ближайшее к получателю почтовое отделение. На промежуточных почтовых отделениях письма сортируются, т. е. определяется, на какое следующее почтовое отделение необходимо отправить то или иное письмо.

Интернет-пакеты на пути к компьютеру-получателю также проходят через многочисленные промежуточные серверы Интернета, на которых производится операция маршрутизации. В результате маршрутизации Интернет-пакеты направляются от одного сервера Интернета к другому, постепенно приближаясь к компьютеру-получателю.

Маршрутизация Интернет-пакетов обеспечивает доставку информации от компьютера-отправителя к компьютеру-получателю.

Маршруты доставки Интернет-пакетов могут быть совершенно разными, и поэтому первые Интернет-пакеты могут достичь компьютера-получателя в последнюю очередь. Например, в процессе передачи файла от сервера От к серверу Кому маршрут первого Интернет-пакета может быть От-1-2-Кому, второго -- От-Кому и третьего -- От-3-4-5-Кому.

«География» Интернета существенно отличается от привычной нам географии. Скорость получения информации зависит не от удаленности сервера Интернета, а от маршрута прохождения информации, т. е. количества промежуточных серверов и качества линий связи (их пропускной способности), по которым передается информация от сервера к серверу.

С маршрутом прохождения информации в Интернете можно познакомиться с помощью специальных программ, которые позволяют проследить, через какие серверы и с какой задержкой передается информация с выбранного сервера Интернета на ваш компьютер.

Транспортировка данных. Теперь представим себе, что нам необходимо переслать по почте многостраничную рукопись, а почта бандероли и посылки не принимает. Идея проста: если рукопись не помещается в обычный почтовый конверт, ее надо разобрать на листы и переслать их в нескольких конвертах. При этом листы рукописи необходимо обязательно пронумеровать, чтобы получатель знал, в какой последовательности потом эти листы соединить.

В Интернете часто случается аналогичная ситуация, когда компьютеры обмениваются большими по объему файлами. Если послать такой файл целиком, то он может надолго «закупорить» канал связи, сделать его недоступным для пересылки других сообщений.

Для того чтобы этого не происходило, на компьютере-отправителе необходимо разбить большой файл на мелкие части, пронумеровать их и транспортировать в форме отдельных Интернет-пакетов до компьютера-получателя.

На компьютере-получателе необходимо собрать исходный файл из отдельных частей в правильной последовательности, поэтому файл не может быть собран до тех пор, пока не придут все Интернет-пакеты.

Транспортировка данных производится путем разбиения файлов на Интернет-пакеты на компьютере-отправителе, индивидуальной маршрутизации каждого пакета и сборки файлов из пакетов в первоначальном порядке на компьютере-получателе.

Время транспортировки отдельных Интернет-пакетов между локальным компьютером и сервером Интернета можно определить с помощью специальных программ.

Маршрутизация и транспортировка данных в Интернете производится на основе протокола TCP/IP, который является основным «законом» Интернета. Термин «TCP/IP» включает название двух протоколов передачи данных:

· TCP (Transmission Control Protocol -- транспортный протокол);

· IP (Internet Protocol -- протокол маршрутизации).

в) Заключение

1. Каким образом производится доставка данных по указанному Интернет-адресу?

2. В каких целях при передаче файлов по компьютерным сетям производится их разбиение на Интернет-пакеты?

3. Имеет ли каждый компьютер, подключенный к Интернету, Интернет-адрес? Доменное имя?

4. Как строится доменная система имен?

Задание с кратким ответом.

· Двоичный 32-битовый --Интернет-адрес компьютера 00001111000001110000001100000001 представить в десятичной форме.

· -Записать доменное имя компьютера, зарегистрированного в домене первого уровня ru, домене второго уровня schools и имеющего собственное имя www. [9]

Урок №4

Тема урока: «Путешествие » по Всемирной паутине.

Цели:

· Познакомить уч-ся с понятием Всемирная паутина, адрес Интернета, расширить круг знаний по ГС.

· Развить внимание, мышление, память.

· Закрепить умения работы с Интернетом.

Оборудование: ученические ПК, модем.

Ход урока:

1. Организационный момент.

2.Основная часть

а) Повторение.

o Каким образом производится доставка данных по указанному Интернет-адресу?

o В каких целях при передаче файлов по компьютерным сетям производится их разбиение на Интернет-пакеты?

o Имеет ли каждый компьютер, подключенный к Интернету, Интернет-адрес? Доменное имя?

o Как строится доменная система имен?

б) Объяснение нового материала.

Всемирная паутина

Глобальная сеть Интернет привлекает пользователей своими информационными ресурсами и услугами (сервисами), которыми регулярно пользуется около миллиарда человек во всех странах мира.

Бурное развитие сети Интернет, которое происходило на протяжении 90-х годов XX века, в первую очередь обусловлено появлением Всемирной паутины. «Всемирная паутина» -- это вольный перевод английского словосочетания «World Wide Web», которое часто обозначается как WWW или Web.

Технология Всемирной паутины. Всемирная паутина использует технологию гипертекста, в которой документы связаны между собой с помощью гиперссылок.

Гиперссылки позволяют осуществлять переходы с одного документа на другой. Документы, содержащие гиперссылки, называются Web-страницами, а серверы Интернета, их хранящие, -- Web-серверами.

Переходы по гиперссылкам можно осуществлять между Web-страницами, хранящимися на одном компьютере, а также между Web-страницами, находящимися на любых компьютерах, подключенных к Интернету.

В качестве указателей ссылок на Web-страницах могут использоваться фрагменты текста, которые выделяются цветом и подчеркиванием, а также графические изображения, которые выделяются рамкой. Активизация на исходной Web-странице указателя ссылки (например, щелчком мышью) вызывает переход на нужную Web-страницу Web-страница, на которую производится переход.

Всемирная паутина - это сотни миллионов Web-серверов Интернета, содержащих сотни миллиардов Web-страниц, в которых используется технология гипертекста.

Web-страница может быть мультимедийной, т. е. может содержать различные мультимедийные объекты: графические изображения, анимацию, звук и видео.

Web-страница может быть интерактивной, т. е. содержать формы с полями, которые используются при регистрации пользователей бесплатной электронной почты, при покупках в Интернет-магазинах и т. д.

Тематически связанные Web-страницы обычно бывают представлены в форме Web-сайта, т. е. целостной системы документов, связанных между собой в единое целое с помощью ссылок.

Адрес Web-страницы. В настоящее время на Web-серверах Интернета хранится громадное количество Web-страниц. Найти Web-страницу в Интернете можно с помощью адреса Web-страницы.

Адрес Web-страницы включает в себя способ доступа к документу и имя сервера Интернета, на котором находится документ.

В качестве способа доступа к Web-страницам используется протокол передачи гипертекста HTTP (Hyper Text Transfer Protocol). При записи протокола после его имени следует двоеточие и две наклонных черты (слеш): http://

В качестве примера запишем адрес титульной страницы Web-сайта «Информатика и информационные технологии». Страница расположена на сервере iit.metodist.ru, следовательно, адрес принимает вид:

http://iit.metodist.ru

Браузеры. Просмотр Web-страниц осуществляется с помощью специальных программ просмотра -- браузеров. В настоящее время наиболее распространенными браузерами являются Internet Explorer, Opera и Mozilla.

Окно браузера) содержит стандартные элементы окна приложения:

· меню окна, содержащее наборы команд Файл, Правка, Вид, Избранное, Сервис и Справка;

· панель инструментов, кнопки которой позволяют переходить с одной Web-страницы на другую (кнопки Вперед, Назад, Домой), а также управлять процессом их загрузки (кнопки Остановить, Обновить);

· текстовое поле Адрес, в которое Интернет-адрес нужной Web-страницы вводится с клавиатуры или выбирается из списка;

· рабочую область, в которой просматриваются Web-страницы.

Виртуальные путешествия по Всемирной паутине. Если компьютер подключен к Интернету, то можно запустить один из браузеров и отправиться в виртуальное путешествие по Всемирной паутине. В браузер будет автоматически загружена начальная Web-страница (адрес Web-страницы, с которой начинается путешествие, можно изменить с помощью настроек браузера).

При открытии Web-страницы в браузере на компьютере пользователя она проделывает длинный путь с удаленного сервера Интернета по каналам передачи информации через несколько промежуточных серверов Интернета. Скорость загрузки Web-страницы зависит не от величины расстояния до Web-сервера, а от количества промежуточных серверов и качества линий связи, по которым передается информация от сервера к серверу. Может быть ситуация, когда Web-страница загружается гораздо быстрее с сервера, находящегося на другом континенте, чем с сервера, находящегося на соседней улице.

Для перехода на другую Web-страницу в текстовое поле Адрес: необходимо ввести ее Интернет-адрес. Многие Web-страницы содержат гиперссылки на другие Web-страницы, поэтому дальнейшее путешествие по Всемирной паутине можно продолжить активизацией одной из них.

В процессе чтения книги (учебника, справочника, энциклопедии) достаточно часто требуется вернуться к прочитанному материалу. Для более быстрого поиска нужной страницы часто в книгу вставляют так называемые «закладки». В процессе путешествий по Всемирной паутине целесообразно в браузере сохранять в качестве «закладок» Интернет-адреса интересных Web-страниц. Для посещения такой страницы достаточно будет активизировать одну из «закладок».

в) Заключение

Контрольные вопросы

1. Какую функцию в технологии Всемирной паутины выполняют гиперссылки?

2. Из каких частей состоит адрес Web-страницы?

Задание с кратким ответом.

Записать адрес Web-страницы, хранящейся на сервере Интернета, зарегистрированном в домене первого уровня ru, домене второго уровня schools и имеющем собственное имя www. [9]

Урок №5

Тема урока: Работа с электронной Web-почтой.

Цели:

· Познакомить уч-ся с понятием электронная почта, с адресом электронной почты, расширить круг знаний по e-mail, познакомить с MS Outlook.

· Развить внимание, мышление, память.

· Научиться и подкрепить навык работы с каким-либо провайдером и создание своего почтового ящика.

Оборудование: ученические ПК, модем.

Ход урока:

1.Организационный момент.

2.Основная часть

2.а) Повторение.

· Какую функцию в технологии Всемирной паутины выполняют гиперссылки?