Аппаратные устройства обеспечивающие соблюдение протоколов называются

Аппаратные интерфейсы

Интерфейс (взаимодействие) – это взаимосвязь между компонентами и участниками микропроцессорной системы.

В микропроцессорную систему входят: аппаратное обеспечение, программное обеспечение и человек . Поэтому выделяют следующие виды интерфейсов:

• аппаратный интерфейс;
• программный интерфейс;
• интерфейс пользователя.

Программный интерфейс обеспечивается операционной системой (если таковая имеется). Наиболее распространенными интерфейсами пользователя являются графический интерфейс (например, рабочий стол PC с иконками или кнопки команд в редакторе Microsoft Office Word) и интерфейс «джойстика», когда мы выбираем необходимую нам команду, перемещаясь по меню (например, мобильные телефоны, программируемые контроллеры), что также является видом графического интерфейса.

Аппаратный интерфейс представляет собой систему шин, разъемов, согласующих устройств, алгоритмов и протоколов, обеспечивающих связь всех частей микропроцессорной системы между собой. От характеристик интерфейса зависит быстродействие и надежность системы.

В развернутых микропроцессорных системах для разгрузки процессора аппаратный интерфейс обеспечивается контроллерами. Контроллер – это специализированная микросхема, предназначенная для выполнения функций контроля и управления. Контроллер осуществляет управление работой устройства, например, жестким диском, оперативной памятью, клавиатурой и обеспечивает взаимосвязь этого устройства с другими участниками МС.

Управление шинами осуществляют мосты . В сложных МС, например, таких как персональный компьютер, центральное место занимает «чипсет» (ChipSet) – набор мостов и контроллеров. Чипсет включает две главные микросхемы, которые традиционно называют южный мост и северный мост (рисунок 1). Северный мост обслуживает системную шину, шину памяти, AGP (ускоренный графический порт) и является главным контроллером компьютера. Южный мост обслуживает работу с внешними устройствами (шина PCI — шина ввода/вывода для подключения периферийных устройств).

Рисунок 1 — Организации обмена данными в персональных компьютерах (РС)

Наиболее сложна организация взаимодействия процессора и внешних устройств, что связано с большим их разнообразием.

Параллельные интерфейсы характеризуются тем, что в них для передачи бит используются отдельные сигнальные линии, и биты передаются одновременно. Классическим параллельным интерфейсом является LPT-порт .

Последовательный интерфейс для передачи данных использует одну сигнальную линию, по которой информационные биты передаются друг за другом последовательно.

Простейшим последовательным интерфейсом, получившим распространение как в PC, так и в промышленных системах, является стандарт RS-232 , реализуемый СОМ — портами . В промышленной автоматике широко применяется RS-485 .

Шина USB (Universal Serial Bus — универсальная последовательная шина) обеспечивает подключение к компьютеру большое количество разнообразных периферийных устройств, в том числе мобильные телефоны и бытовую электронику.

Первая спецификация интерфейса имела название USB 1.0, в настоящее время используется спецификация USB 2.0, современные устройства интерфейсом спецификации USB 3.0.

Стандарт USB 2.0 содержит в себе четыре линии: приём и передача данных, питание +5 В и корпус. В дополнение к ним USB 3.0 добавляет еще четыре линии связи (2 на прием и две на передачу) и корпус.

Шина USB имеет высокую пропускную способность (USB 2.0 обеспечивает максимальную скорость передачи информации до 480 Мбит/с, USB 3.0 — до 5,0 Гбит/с) и обеспечивает не только передачу данных, но и питание маломощных внешних устройств (максимальная сила тока, потребляемого устройством по линиям питания шины USB, не должна превышать 500 мА для USB 2.0 и 900 мА для USB 3.0), что позволяет не использовать внешних источников питания.

Беспроводные (wireless) интерфейсы позволяют уйти от кабелей связи, что особенно актуально для малогабаритных устройств, по размеру и весу соизмеримых с кабелями. В беспроводных интерфейсах используются электромагнитные волны инфракрасного (IrDA) и радиочастотного (Bluetooth, USB wireless) диапазонов.

Инфракрасный интерфейс IrDA позволяет осуществлять беспроводную связь между двумя устройствами на расстоянии до 1 метра. Инфракрасная связь — IR (Infra Red) Connection — безопасна для здоровья, не создает помех в радиочастотном диапазоне и обеспечивает конфиденциальность передачи. ИК-лучи не проходят через стены, поэтому зона приема ограничивается небольшим, легко контролируемым пространством.

Bluetooth (синий зуб) — радиоинтерфейс с низким энергопотреблением (мощность передатчика всего порядка 1 мВт) для организации персональных сетей, обеспечивающий передачу данных в режиме реального времени на небольшие расстояния. Каждое устройство Bluetooth имеет радиопередатчик и приемник, работающие в диа¬пазоне частот 2,4 ГГц. Дальность действия радиоинтерфейса составляется около 100 м — для покрытия стандартного дома.

Беспроводной USB (USB wireless) – радиоинтерфейс малой дальности с высокой пропускной способностью: 480 Мбит/с на расстоянии до 3 метров и 110 Мбит/с на расстоянии до 10 метров. Работает в диапазоне частот 3,1 — 10,6 ГГц.

Интерфейс RS-232 (RS — recommended standard — рекомендованный стандарт) соединяет два устройства — компьютер и устройство передачи данных. Скорость передачи — 115 Кбит/с (максимум), расстояние передачи — 15 м (максимум), схема соединения — от точки к точке.

Сигналы этого интерфейса передаются перепадами напряжения величиной (3…15) В, поэтому длина линии связи RS-232, как правило, ограничена расстоянием в несколько метров из-за низкой помехоустойчивости. Чаще всего используется в промышленном оборудовании, в персональном компьютере использовался для подключения манипулятора типа «мышь», модема. Интерфейс RS-232 принципиально не позволяет создавать сети, так как соединяет только 2 устройства.

Рисунок 2 — Разъем RS-232 типа DB9

Интерфейс RS-485 — широко распространенный высокоскоростной и помехоустойчивый промышленный последовательный интерфейс двунаправленной передачи данных. Практически все современные компьютеры в промышленном исполнении, большинство датчиков и исполнительных устройств содержат в своем составе ту или иную реализацию интерфейса RS-485.

Для передачи и приема данных достаточно одной скрученной пары проводников (витая пара). Передача данных осуществляется с помощью дифференциальных сигналов (по одному проводу идет оригинальный сигнал, а по другому — его инверсная копия.). Разница напряжений одной полярности между проводниками означает логическую единицу, разница другой полярности — ноль.

При наличии внешних помех, наводки в соседних проводах одинаковы, и так как сигналом является разность потенциалов в проводниках, уровень сигнала остаётся неизменным. Это обеспечивает высокую помехоустойчивость и общую длину линии связи до 1 км (и более с использованием специальных устройств – повторителей).

Интерфейс RS-485 обеспечивает обмен данными между несколькими устройствами по одной двухпроводной линии связи в полудуплексном режиме (Прием и передача идут по одной паре проводов с разделением по времени). Широко используется в промышленности при создании АСУ ТП.

Ethernet (ether — эфир) — технология передачи данных, используемая в большинстве локальных компьютерных сетей. Этот интерфейс базируется на стандарте IEE 802.3. Если интерфейс RS-485 можно рассматривать по принципу «один ко многим», то Ethernet работает по принципу «многие ко многим».

В зависимости от скорости передачи данных и передающей среды существует несколько вариантов:

• Ethernet — 10 Мбит/с
• Быстрый (Fast) Ethernet — 100 Мбит/с
• Гигабитный (Gigabit) Ethernet — 1 Гбит/с
• 10-гигабитный Ethernet

В качестве передающей среды используется коаксиальный кабель, витая пара (невысокая стоимость, высокая помехоустойчивость) и оптоволоконный кабель (создание более длинных линий и высокоскоростных каналов связи).

Витая пара (twisted pair) — вид кабеля связи, представляет собой одну или несколько пар изолированных проводников, скрученных между собой и покрытых пластиковой оболочкой.

Например, кабель FTP (foiled twisted pair — витая пара с общим экраном из фольги и медным проводником для отвода наведенных токов), 4 пары (solid), категория 5e (рисунок 3). Кабель предназначен для стационарной прокладки внутри зданий, сооружений и эксплуатации в структурированных кабельных системах. Разработан для приложений, работающих в частотном диапазоне с верхней границей 100 МГц.

Рисунок 3 — Витая пара: 1 — Внешняя оболочка, 2 — Экран-фольга, 3 — Дренажный провод, 4 — Защитная пленка, 5 — Витая пара

На физическом уровне протокол Ethernet реализован в виде сетевых карт, встраиваемых в микропроцессорные системы, и концентраторов, соединяющих системы друг с другом.

На основе Ethernet строят промышленные сети (Profinet, EtherNet/IP, EtherCAT, Ethernet Powerlink), которые успешно конкурируют с ранее разработанными сетями Profibus, DeviceNet, CANopen и др.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Аппаратные устройства обеспечивающие соблюдение протоколов называются

• For entrants
• Приёмная комиссия
• Правила приёма
• План приёма
• Специальности
• Сроки приёма документов
• Необходимые документы
• Информация о ходе приёма
• Результаты приёма

ПОСМОТРЕТЬ ПОСЛЕДНИЕ НОВОСТИ

Полезные ссылки:

Адрес колледжа:
Республика Беларусь
223610, Минская обл.
г. Слуцк, ул. Виленская, 45
Телефон/факс
8 (01795) 2 09 33
E-mail:
SGMK@Slutskmedkol.by

Аппаратные и программные средства мультимедиа

Слово «мультимедиа» прочно вошло в наш лексикон, и без него уже трудно представить современный компьютерный мир. Как и всякое удачное понятие, оно многообразно. Пожалуй, наиболее точная формулировка принадлежит одному из пионеров мультимедиа — Сергею Новосельцеву: «Мультимедиа (англ. multimedia от лат. multum – много и media, medium – средоточие, средства) – это комплекс аппаратных и программных средств, позволяющих пользователю работать в диалоговом режиме с разнородными данными (графикой, текстом, звуком, видео и анимацией), организованными в виде единой информационной среды».
Мультимедиа — это технология, объединяющая информацию (данные), звук, анимацию и графические изображения. Кроме того, мультимедиа — это средства обмена информацией между компьютером и внешней средой. Слово мультимедиа означает множество носителей. Мультимедийный продукт — интерактивная компьютерная разработка, в состав которой могут входить музыкальное и речевое сопровождение, видеоклипы, анимация, графические изображения и слайды, базы данных, текст и т.д. Мультимедийные продукты делятся на энциклопедии, обучающие и развивающие программы, игры и программы для детей, рекламные программы и презентации.
Идейной предпосылкой возникновения технологии мультимедиа считают концепцию организации памяти «МЕМЕХ», предложенную еще в 1945 году американским ученым Ваннивером Бушем. Она предусматривала поиск информации в соответствии с ее смысловым содержанием, а не по формальным признакам (по порядку номеров, индексов или по алфавиту и т. п.). Эта идея нашла свое выражение и компьютерную реализацию сначала в виде системы гипертекста (система работы с комбинациями текстовых материалов), а затем и гипермедиа (система, работающая с комбинацией графики, звука, видео и анимации), и, наконец, в мультимедиа, соединившей в себе обе эти системы.
Однако всплеск интереса в конце 80-х годов XX в. к применению мультимедиа технологии в гуманитарной области (и, в частности, в историко-культурной) связан, несомненно, с именем выдающегося американского компьютерщика-бизнесмена Билла Гейтса, которому принадлежит идея создания и успешной реализации на практике мультимедийного продукта на основе служебной музейной инвентарной базы данных с использованием в нем всех возможных «сред»: изображений, звука, анимации, гипертекстовой системы («National Art Gallery London»).

Именно этот продукт аккумулировал в себе три основные принципа мультимедиа:
− представление информации с помощью комбинации множества воспринимаемых человеком сред;
− наличие нескольких сюжетных линий в содержании продукта (в том числе и выстраиваемых самим пользователем на основе «свободного поиска» в рамках предложенной в содержании продукта информации);
− художественный дизайн интерфейса и средств навигации.
Несомненным достоинством и особенностью технологии являются следующие возможности мультимедиа, которые активно используются в представлении информации:
− возможность хранения большого объема самой разной информации на одном носителе;
− возможность увеличения (детализации) на экране изображения или его наиболее интересных фрагментов, иногда в двадцатикратном увеличении (режим «лупа») при сохранении качества изображения. Это особенно важно для презентации произведений искусства и уникальных исторических документов;
− возможность сравнения изображения и обработки его разнообразными программными средствами с научно-исследовательскими или познавательными целями;
− возможность выделения в сопровождающем текстовом или другом визуальном материале «горячих слов (областей)», по которым осуществляется немедленное получение справочной или любой другой пояснительной (в том числе визуальной) информации (технологии гипертекста и гипермедиа);
− возможность осуществления непрерывного музыкального или любого другого аудиосопровождения, соответствующего статичному или динамичному визуальному ряду;
− возможность использования видеофрагментов из фильмов, видеозаписей и т. д., функции «стоп-кадра», покадрового «пролистывания» видеозаписи;
− возможность включения в содержание диска баз данных, методик обработки образов, анимации (к примеру, сопровождение рассказа о композиции картины графической анимационной демонстрацией геометрических по строений ее композиции) и т. д.;
− возможность подключения к глобальной сети Internet;
− возможность работы с различными приложениями (текстовыми, графическими и звуковыми редакторами, картографической информацией);
− возможность создания собственных «галерей» (выборок) из представляемой в продукте информации (режим «карман» или «мои пометки»);
− возможность «запоминания пройденного пути» и создания «закладок» на заинтересовавшей экранной «странице»;
− возможность автоматического просмотра всего содержания продукта («слайд-шоу») или создания анимированного и озвученного «путеводителя-гида» по продукту («говорящей и показывающей инструкции пользователя»), включение в состав продукта игровых компонентов с информационными составляющими;
− возможность «свободной» навигации по информации и выхода в основное меню (укрупненное содержание), на полное оглавление или вовсе из программы в любой точке продукта.
Технологию мультимедиа составляют специальные аппаратные и программные средства.
Для построения мультимедиа системы необходима дополнительная аппаратная поддержка: аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи для перевода аналоговых аудио- и видеосигналов в цифровой эквивалент и обратно, видеопроцессоры для преобразования обычных телевизионных сигналов к виду, воспроизводимому электронно-лучевой трубкой дисплея, декодеры для взаимного преобразования телевизионных стандартов, специальные интегральные схемы для сжатия данных в файлы допустимых размеров и т. д.
Аппаратные средства
Все оборудование, отвечающее за звук, объединяется в звуковые карты, а за видео – в видеокарты.
Аппаратные средства мультимедиа:
− Средства звукозаписи (звуковые платы, микрофоны);
− Средства звуковоспроизведения (усилитель, колонки, акустические системы, наушники и гарнитуры);
− Манипуляторы (компьютерные мыши, джойстики, миди-клавиатуры);
− Средства «виртуальной реальности» (перчатки, очки, шлемы виртуальной реальности, используемые в играх);
− Носители информации (CD, DVD и HDD);
− Средства передачи (мини видеокамеры, цифровые фотоаппараты);
− Средства записи (приводы CD / DVD-ROM , CDRW / DVD+RW, TV- и FM-тюнеры);
− Средства обработки изображения (платы видеомонтажа, клавиатуры, графические акселераторы).
− Компьютер, телевизор, средства для получения и удобного восприятия информации и др.
Программные средства мультимедиа технологии.
Программные средства мультимедиа складываются из трех компонентов:
1. Системные программные средства.
2. Инструментальные программные средства.
3. Прикладные программные средства.
Системные программные средства – это набор программ, входящих в состав операционной системы компьютера и осуществляющих управление устройствами мультимедиа, причем это управление на двух уровнях – физическое управление вводом-выводом информации на низком уровне с помощью машинных команд и управление пользователем характеристиками устройств с помощью графического интерфейса, изображающего пульт управления устройством, например регулировки громкости звука, тембра, стереобаланса и т. д. Как правило, программы физического управления устройствами называют драйверами устройств.
Инструментальные программные средства – программы позволяющие модифицировать мультимедийные файлы и создавать мультимедийные приложения.
Инструментальные программные средства – это пакеты программ для создания мультимедийных приложений:
− редакторы неподвижных графических изображений,
− средства создания анимированных GIF-файлов,
− средства аудио- и видеомонтажа,
− средства создания презентаций,
− средства распознавания текстов, введенных со сканера,
− средства создания обучающих программ,
− системы распознавания голоса и преобразования звуковых файлов в текстовые,
− системы создания приложений виртуальной реальности и другие.
Инструментальные средства существенно расширяют возможности управления мультимедийными устройствами по сравнению с теми, которые предоставляют системные средства, но это всегда платные продукты и некоторые из них стоят очень дорого, например профессиональные системы видеомонтажа.
Прикладные программные средства – это готовые и, как правило, продаваемые программные системы на CD или DVD дисках – фильмы, учебники, энциклопедии, игры, книги, виртуальные музеи, путеводители, рекламные материалы и т. д.

Остановимся на некоторых аппаратных средствах поподробнее.
Звуковые Карты
С течением времени перечень задач выполняемых на ПК вышел за рамки просто использования электронных таблиц или текстовых редакторов. Компакт- диски со звуковыми файлами, подготовка мультимедиа презентаций, проведение видеоконференций и телефонные средства, а также игры и прослушивание аудио CD для всего этого необходимо чтобы звук стал неотъемлемой частью ПК. Для этого необходима звуковая карта.
Наличие дисковода CD-ROM позволяет только прослушивать звуковые компакт-диски. Звуковая карта необходима, чтобы получить профессиональное качество звукового сопровождения, создавать и записывать звуки, синтезировать сложные аудиоэффекты, смешивать звуковую информацию от нескольких источников, самостоятельно включать звуковое сопровождение в мультимедийные презентации, дополнять документы голосовыми аннотациями и др. Звуковая карта (или Sound Blaster) устанавливается, как правило, в виде электронной платы в разъём материнской платы компьютера.
История развития звуковых карт начинается с выпуском самых первых моделей компьютеров фирмы IBM. Изначально компьютеры были снабжены только PC Speaker-ом (Динамиком), который не предназначен для воспроизведения нормального звука.
В то время ни о каких мультимедиа программах никто и не помышлял, и практически единственным применением хорошему звуку были компьютерные игры. Первой звуковую карту для IBM PC сделала фирма TANDY. Звучание этой карты было примерно аналогично звучанию карт в игровых компьютерах (3 музыкальных голоса). Звуковые карты стали выпускать и другие фирмы. Наиболее известные из них Adlib, Creative и Roland. Звуковые карты Adlib — это одни из самых простых и дешёвых из использующихся на сегодняшний день звуковых карт. Их звучание основано, как и у большинства распространённых карт, на модуляции частоты (Frequency Modulation — FM).
Карта содержит 11 голосов FM и может достаточно неплохо воспроизводить музыку. Но цифровой (или оцифрованный) звук ей не под силу. Карты этого типа — монофонические, но они часто используют принцип псевдостерео. На сегодняшний день карты, поддерживающие только стандарт Adlib, морально устарели. Звуковые карты фирмы Creative Labs стали стандартом для современных систем мультимедиа. Важным отличием этих карт является возможность воспроизводить цифровой звук, то есть практически все, что только можно услышать. Качество же воспроизведения зависит от двух важнейших параметров — разрядности и частоты дискретизации (это частота обновления данных). Разрядность карт обычно составляет 8 и 16 бит, а частота дискретизации — 4 до 44.1 кГц.
Цифровой звук карты воспроизводят и записывают благодаря цифро-аналоговому и аналого-цифровому преобразователям (ЦАП и АЦП).
Файлы, содержащие видеоизображения и звук, имеют расширения *.avi, *.mov, *.mpg. Специальный фонограф — Sound Recorder, предназначен для записи и воспроизведения звука, а также для редактирования звуковых файлов.
Звуковые файлы имеют расширения *.wav, *.mid, *.mod, *.voc, *.fli.

Лазерные диски, CD-ROM
В связи с ростом объемов и сложности программного обеспечения, широким внедрением мультимедиа приложений, сочетающих движущиеся изображения, текст и звук, огромную популярность в последнее время приобрели устройства для чтения компакт- дисков CD-ROM.
Компакт- диски изначально разработанные для любителей высоко качественного звучания, прочно вошли на рынок компьютерных устройств. Оптические компакт- диски перешли на смену виниловым в 1982 году. Было решено, что стандарт рассчитан на 74 минуты звучания «Red Book». Когда 74 минуты пересчитали в байты получилось 640 Мбайт. Первые приводы имели единичную скорость (Single speed) равную 150 Кбайт/с. Модели накопителей с удвоенной скоростью появились в 1992 году. Приводы с утроенной и с учетверенной скоростью в начале 1994 году. Сегодня речь уже идет о скорости увеличенной в шесть и даже восемь раз. Коэффициент увеличения скорости не обязательно целый.
Как и в компакт-дисках, применяемых в бытовых СD-плейерах, информация на компьютерных компакт-дисках кодируется посредством чередования отражающих и не отражающих свет участков на подложке диска. При промышленном производстве компакт-дисков эта подложка выполняется из алюминия, а не отражающие свет участки делаются с помощью продавливания углублений в подложке специальной пресс-формой. При единичном производстве компакт-дисков (так называемых СD-R дисков, см. ниже) подложка выполняется из золота, а нанесение информации на нее осуществляется лучом лазера. В любом случае сверху от подложки на компакт-диске находится прозрачное покрытие, защищающее занесенную на компакт-диск информацию от повреждений. Хотя по внешнему виду и размеру используемые в компьютерах компакт-диски не отличаются от дисков, применяемых в бытовых СD плейерах, однако компьютерные устройства для чтения компакт-дисков стоят существенно дороже. Это не удивительно, ведь чтение программ и компьютерных данных должно выполняться с гораздо высокой надежностью, чем та, которая достаточна при воспроизведении музыки. Поэтому чтение используемых в компьютере компакт-дисков осуществляется с помощью луча лазера небольшой мощности. Однако скорость чтения данных с компакт-дисков значительно ниже, чем с жестких дисков. Одна из причин этого состоит в том, что компакт-диски при чтении вращаются не с постоянной угловой скоростью, а так, чтобы обеспечить неизменную линейную скорость отхождения информации под читающей головкой. Стандартная скорость чтения данных с компакт-дисков всего 150-200 Кбайт/с, а время доступа 0,4 с. Впрочем, в последнее время выпускаются в основном устройства с двойной, тройной и даже четвертой скоростью вращения, они обеспечивают соответственно более высокие скоростные показатели: время доступа 0,2-0,3 с, скорость считывания 500 Кбайт/с. Заметим, однако, что устройства с тройной скоростью в реальных задачах увеличивают скорость работы с компакт-диском не в полтора и не в два раза по сравнению с устройством с двойной скоростью, а всего на 30 — 60%.
Дисководы для CD производят такие известные фирмы, как Sony, NEC, Panasonic, Plextor, Creative, LG и др.
Видеокарты
При смешении сигналов основные проблемы возникают с видеоизображением. Различные ТВ–стандарты, существующие в мире (NTSC, PAL, SECAM), применение разных мониторов и видеоконтроллеров диктует разнообразие подходов в разрешении возникающих проблем. Однако в любом случае требуется синхронизация двух изображений, для чего служит устройство генлок (genlock). С его помощью на экране монитора могут быть совмещены изображение, сгенерированное компьютером (анимированная или неподвижная графика, текст, титры), и “живое” видео. Если добавить еще одно устройство — кодер (encoder), компьютерное изображение может быть преобразовано в форму ТВ–сигнала и записано на видеопленку. «Настольные видеостудии”, являющиеся одним из примеров применения систем мультимедиа, позволяют готовить совмещенные видео–компьютерные клипы, титры для видеофильмов, помогают при монтаже кинофильмов.
Системы такого рода не позволяют как-то обрабатывать или редактировать само аналоговое изображение. Для того, чтобы это стало возможным, его необходимо оцифровать и ввести в память компьютера. Для этого служат так называемые платы захвата (capture board, frame grab­bers). Оцифровка аналоговых сигналов порождает огромные массивы данных. Так, кадр стандарта NTSC (525 строк), преобразованный платой типа Truevision, превращается в компьютерное изображение с разрешением 512×482 пиксель. Если каждая точка представлена 8 битами, то для хранения всей картинки требуется около 250 Кбайт памяти, причем падает качество изображения, так как обеспечивается только 256 различных цветов. Считается, что для адекватной передачи исходного изображения требуется 16 млн. оттенков, поэтому используется 24-битовый формат хранения цветной картинки, а необходимый размер памяти возрастает. Оцифрованный кадр может затем быть изменен, отредактирован обычным графическим редактором, могут быть убраны или добавлены детали, изменены цвета, масштабы, добавлены спецэффекты, типа мозаики, инверсии и т.д. Естественно, интерактивная экранная обработка возможна лишь в пределах разрешения, обеспечиваемого данным конкретным видеоадаптером.
Обработанные кадры могут быть записаны на диск в каком–либо графическом формате и затем использоваться в качестве реалистического неподвижного фона для компьютерной анимации. Возможна также покадровая обработка исходного изображения и вывод обратно на видеопленку для создания псевдореалистического мультфильма.
Запись последовательности кадров в цифровом виде требует от компьютера больших объемов внешней памяти: частота кадров в американском ТВ–стандарте NTSC — 30 кадров/с (PAL, SECAM — 25 кадров/с), так что для запоминания одной секунды полноцветного полноэкранного видео требуется 20–30 Мбайт, а оптический диск емкостью 600 Мбайт вместит менее полминуты изображения. Но последовательность кадров недостаточно только запомнить, ее надо еще вывести на экран в соответствующем темпе. Подобной скоростью передачи информации — около 30 Мбайт / с — не обладает ни одно из существующих внешних запоминающих устройств. Чтобы выводить на экран компьютера оцифрованное видео, приходится идти на уменьшение объема передаваемых данных, (вывод уменьшенного изображения в небольшом окне, снижение частоты кадровой развертки до 10–15 кадров / с, уменьшение числа бит / пиксель), что, в свою очередь приводит к ухудшению качества изображения.
Более радикально обе проблемы — памяти и пропускной способности — решаются с помощью методов сжатия / развертки данных, которые позволяют сжимать информацию перед записью на внешнее устройство, а затем считывать и разворачивать в реальном режиме времени при выводе на экран. Так, для движущихся видеоизображений существующие адаптивные разностные алгоритмы могут сжимать данные с коэффициентом порядка 100:1— 160:1, что позволяет разместить на CD–ROM около часа полноценного озвученного видео. Работа этих алгоритмов основана на том, что обычно последующий кадр отличается от предыдущего лишь некоторыми деталями, поэтому, взяв какой–то кадр за базовый, для следующих можно хранить только относительные изменения. При значительных изменениях кадра, например, при монтажной склейке, наезде или панорамировании камеры, автоматически выбирается новый базовый кадр. Для статических изображений коэффициент сжатия, естественно, ниже — порядка 20–30:1. Для аудиоданных применяют свои методы компрессии.
При использовании специальных видео–адаптеров (видеобластеров) мультимедиа–ПК становятся центром бытовой видео–системы, конкурирующей с самым совершенным телевизором.
Новейшие видеоадаптеры имеют средства связи с источниками телевизионных сигналов и встроенные системы захвата кадра (компрессии / декомпрессии видеосигналов) в реальном масштабе времени, т.е. практически мгновенно.
Видеоадаптеры имеют быструю видеопамять до 512 Мбайт и специальные графические 3D-ускорители процессоры. Это позволяет получать до 100 кадров в секунду и обеспечить вывод подвижных полноэкранных изображений.
Имеется большое количество устройств, предназначенных для работ с видеосигналами на IBM PC совместимых компьютеров. Условно можно разбить на несколько групп: устройства для ввода и захвата видеопоследовательностей (Cupture play), фреймграбберы (Framegrabber), TV-тюнеры, преобразователи сигналов VGA-TV и др..

TVтюнеры
Эти устройства выполняются обычно в виде карт или бокса (небольшой коробочки). Они преобразуют аналоговый видеосигнал поступающий по сети кабельного телевидения или от антенны, от видеомагнитофона или камкордера (camcorder). TV-тюнеры могут входить в состав других устройств таких как MPEG-плейеры или фреймграбберы. Некоторые из них имеют встроенные микросхемы для преобразования звука. Ряд тюнеров имеют возможность для вывода телетекста.

Фреймграбберы
Как правило они объединяют графические, аналогово-цифровые и микросхемы для обработки видеосигналов, которые позволяют дискретизировать видеосигнал, сохранять отдельные кадры изображения в буфере с последующей записью на диск либо выводить их непосредственно в окно на мониторе компьютера. Содержимое буфера обновляется каждые 40 мс. То есть с частотой смены кадров. Вывод видеосигналов происходит в режиме наложения (overby). Для реализации окна на экране монитора с «живым» видео карта фреймграббера соединена с графическим адаптером через 26 контактный Feature коннектор. С ним обычно поставляется пакет Video for Windows вывод картинки размером 240*160 пикселов при воспроизведении 256 цветов и больше. Первые устройства — Video Blaster, Video Spigot.

Преобразователи VGA-TV
Данные устройства транслируют сигнал в цифровом образе VGA изображения в аналоговый сигнал пригодный для ввода на телевизионный приемник. Производители обычно предлагают подобные устройства выполненные либо как внутренние ISA карта либо как внешний блок. Ряд преобразователей позволяют накладывать видеосигнал например для создания титров. При этом осуществляется полная синхронизация преобразованного компьютерного сигнала по внешнему(gtnlok). При наложении формируется специальный ключевой (key) сигнал трех видов lumakey, chromakey или alpha chenol.

MPEG-плейеры
Данные устройства позволяют воспроизводить последовательности видеоизображения (фильмы) записываемых на компакт- дисках, качеством VNS. Скорость потока сжатой информации не превышает обычно 150 Кбайт/с. Основная сложность задачи решаемой MPEG кодером, состоит в определении для каждого конкретного видеопотока оптимального соотношения между тремя видами изображения: (I)ntra, (P)redicted и (B)idirectional. Первым MPEG –плейером была плата Reel Magic компании Sigina Desing в 1993 году.

Мультимедиа презентации
Мультимедиа презентация представляет собой мультимедийный продукт, в состав которого могут входить текст и текстовые спецэффекты, речевое и музыкальное сопровождение, анимации, видеоклипы, галереи картин и слайдов (слайд-шоу) и т.д.
Мультимедиа презентации широко используются при создании обучающих программ, в том числе и на на лазерных дисках, при создании рекламных роликов, видеоклипов и т.д. Существует ряд программ, позволяющих создавать мультимедиа презентации, например MicroSoft PowerPoint (4.0, 7.0, 97). Среди этих программ большое значение имеют программы, которые могут захватывать видеоролики с экрана и преобразовывать их в AVI и EXE видеофайлы. К таким программам относятся программы MicroSoft Camcorder, Hiper Cam, Lotus ScreenCam. Однако, такие презентации не являются интерактивными, но они могут стать частью большой интерактивной презентации.
Большие возможности при создании мультимедиа презентаций даёт применение Интернет-технологий, например использование редактора языка HTML и просмотрщика Web-страниц MicroSoft Internet Explorer, который установлен на большинстве современных компьютеров. В простейшем случае в качестве редактора языка HTML можно использовать редактор Блокнот (Notepad) для Windows. Такая технология значительно проще, чем использование программы PowerPoint, а эффективность её достаточно высока (на уровне возможностей компьютерной сети Интернет).
Можно на языке HTML создавать Web-страницы — файлы формата htm или html, содержащие текст, картинки, анимации, речевое и музыкальное сопровождение, видеоклипы, связанные между собой гипертекстовыми ссылками. Переходя от одной Web-страницы к другой при помощи гипертекстовых ссылок, можно создавать при помощи кнопок и других элементов диалога интерактивную мультимедиа презентацию (мультимедиа проект) на любую тему.

Программные средства мультимедиа

Графика и фотоизображения
Один из способов представления изображения в компьютере — растровая графика (bitmap). В этом случае изображение делится на элементы (pixels), которые определяют размер картинки — X пикселов по ширине и Y пикселов по высоте. Важной характеристикой является цветовое разрешение растровой графики, определяемое числом битов, используемых для кодирования цвета каждого пиксела (его называют также числом битовых плоскостей). Понятно, что чем больше битовых плоскостей в файле, тем больше места требуется на диске для его сохранения.
Другой способ представления — векторные изображения, которые сохраняются в виде геометрического описания объектов, составляющих рисунок. Эти изображения могут также включать в себя данные в формате растровой графики. В векторных форматах число битовых плоскостей заранее не определено.
Сетевая графика представлена преимущественно двумя форматами файлов — GIF (Graрhics Interchange Format) и JРG (Joint Рhotograрhics Exрerts Grouр). Оба этих формата являются компрессионными, то есть данные в них уже находятся в сжатом виде.

Сетевые протоколы: что это и для чего используются

Мы, люди, используем для общения языки. Сетевые протоколы, с помощью которых общаются компьютеры, можно сравнить с нашими языками. Протоколов, как и языков, очень много. Но для того, чтобы два устройства в сети понимали друг друга, они должны разговаривать на одном языке — использовать один протокол передачи данных. Давайте постараемся разобраться, что включает в себя само понятие «протокол», чем являются сетевые протоколы на самом деле, как они используются и почему так важны для работы каждого компьютера по отдельности и всей сети интернет в целом.

Что такое сетевой протокол?

Сетевой протокол — это набор правил, которым следуют подключённые друг к другу сетевые устройства при обмене данными. Протокол можно описать программой или встроить в аппаратную часть сетевого оборудования. При этом оборудование может быть самым разным — компьютеры, маршрутизаторы, модемы, точки доступа, телефоны, сетевые принтеры, охранные камеры, компоненты «умного дома» и так далее. С помощью сетевых протоколов открывается доступ к сайтам в интернете, онлайн-сервисам, хранилищам данных, сетевому оборудованию, IP-телефонии. Сетевые ресурсы могут работать интерактивно или в реальном времени. Ресурсы реального времени — это системы потокового вещания, видеоконференции, IP-телефония. К интерактивным, то есть обеспечивающим совместную работу, можно отнести мессенджеры, почту, форумы, а также приложения, использующие искусственный интеллект. Мы ведь можем поговорить с голосовым помощником, например с Алисой, верно? Но чтобы всё это технологическое многообразие программ и компьютеров могло понимать друг друга, нужен стандарт, позволяющий участникам сети как-то договориться между собой.

Модель OSI

Одной из первых попыток стандартизировать сетевое общение стала модель OSI (The Open Systems Interconnection model, модель взаимодействия открытых систем), предложенная международной организацией ISO (International Organization for Standardization): Модель состоит из семи уровней (layers), каждый из которых решает свою задачу.

1. Физический уровень определяет метод передачи сигналов (электрические сигналы, световые сигналы, радиоэфир).
2. Канальный уровень занимается аппаратной адресацией, необходимой идентификации устройств и доставки сигналов.
3. Сетевой уровень находит пути передачи данных, то есть маршрутизирует трафик.
4. Транспортный уровень предназначен для установки соединения, управления потоком и доставки данных.
5. Сеансовый уровень как следует из названия, поддерживает сеансы соединений (сессии). На этом уровне сетевые инженеры складывают свои полномочия и в игру вступают прикладные программисты.
6. Уровень представления готовит информацию к взаимодействию с пользователем или приложением, при необходимости кодируя и сжимая данные.
7. Прикладной уровень определяет взаимодействие сети и пользователя. На этом уровне мы с вами отправляем запросы к интернет-ресурсам, файлам и электронной почте.

В настоящее время модель OSI устарела и представляет теперь лишь теоретический интерес, но заложенные в ней принципы входят в состав современных моделей, таких, как TCP/IP.

Модель TCP/IP

Модель TCP/IP — это стек протоколов, который обеспечивает связь и передачу данных в компьютерных сетях. Эта модель проще, чем OSI, и содержит только четыре уровня:

По историческим причинам номера уровней позаимствованы из модели OSI. Необходимо отметить, что разделение протоколов на уровни оказалось очень удобным, так как позволило развивать технологии каждого слоя независимо от остальных. Например, когда на смену модемам, коаксиальным кабелям и витой паре пришли оптоволоконные сети, модель TCP/IP продолжила своё существование как ни в чём не бывало.

Благодаря такой гибкости модель TCP/IP завоевала всеобщую популярность и фактически стала основой современного интернета.

Важно иметь представление о том, что в состав набора протоколов TCP/IP входят такие составляющие межсетевого уровня, как BGP (Border Gateway Protocol), который применяется для маршрутизации трафика между разными автономными системами, OSPF (Open Shortest Path First), использующийся для построения маршрутов внутри одной автономной системы, и ICMP (Internet Control Message Protocol), отвечающий за диагностику взаимодействия сетевых устройств и сообщения об ошибках.

Но наиболее важную для нас роль играют сетевые протоколы транспортного и прикладного уровней. Давайте рассмотрим их подробней.

Протоколы сетевого уровня

Internet Protocol (IP). Именно этот протокол объединил отдельные компьютеры и локальные сети во всемирную паутину, известную нам как современный интернет. Одной из базовых концепций протокола IP стала адресация сети, благодаря чему и появились знакомые нам IP-адреса.

IP обеспечивает передачу данных между любыми устройствами в сети через произвольное количество промежуточных узлов, доставляя данные точно по указанному IP-адресу.

Система адресации протокола IP изначально использовала 32-битные адреса, известные нам как IP четвёртой версии, IPv4. Однако из-за бурного развития интернета адреса IPv4 в настоящее время почти исчерпаны, поэтому в современные сети постепенно внедряется протокол IPv6, решающий проблему нехватки адресного пространства за счёт поддержки 128-битных адресов, а также устраняющий некоторые другие ограничения четвёртой версии.

Впрочем, несмотря на очевидные преимущества IPv6, сетевые администраторы не торопятся внедрять этот протокол по ряду причин.

1. Ограниченная поддержка устройств и программного обеспечения. Многие старые устройства и программное обеспечение не поддерживают IPv6.
2. Миграция с IPv4 на IPv6 требует значительных усилий и ресурсов. Для перехода на IPv6 компании должны пересмотреть свою сетевую инфраструктуру, а это зачастую непросто и довольно затратно.
3. Совместимость с IPv4. IPv4 все ещё широко используется, и многие компании продолжают полагаться на него. IPv6 сети должны быть совместимы с IPv4, чтобы обеспечить безопасный и плавный переход, что требует дополнительных настроек и конфигураций.
4. Отсутствие необходимости. Некоторые компании считают, что во внедрении IPv6 нет необходимости, особенно если у них достаточно адресов IPv4 или текущая сетевая инфраструктура удовлетворяет потребности проекта.

Однако, с учетом исчерпания запасов IPv4 адресов и расширения сетей IoT (интернета вещей) и облака, внедрение IPv6 становится все более необходимым для обеспечения роста и развития сетей в будущем.

Другой важнейшей составляющей современного интернета стал протокол TCP, работающий на транспортном уровне.

Протоколы транспортного уровня

1. TCP (Transmission Control Protocol, протокол управления передачей). TCP работает поверх протокола IP и предназначен для управления передачей данных в интернете. Это ключевой протокол взаимодействия в модели TCP/IP.

Основная работа TCP — обеспечить и гарантировать передачу данных, которая заключается в разбиении на части (сегменты), отправке их по назначению и восстановлении исходной информации на стороне получателя. Важно, что протокол TCP контролирует передачу данных, благодаря чему гарантирует доставку сегментов.

Давайте ненадолго остановимся на процедуре передачи данных.

Информация, передаваемая по сети, представляет собой некоторый набор нулей и единиц — битов. Длина такого набора может быть очень большой, поэтому передавать сразу все данные невыгодно — если в процессе передачи хотя бы один бит потеряется, все данные придётся передавать заново. Именно поэтому набор данных, предназначенный для передачи, делится на части и передаётся отдельно.

Чтобы снизить вероятность потери данных и обеспечить надёжность передачи, пакеты обычно содержат контрольную сумму (checksum), которая позволяет проверить целостность полученных данных. Также в пакеты включается порядковый номер (sequence number), который обозначает порядок пакетов в передаваемой последовательности. В случае потери пакета или его повреждения, получатель может запросить повторную передачу только этого конкретного пакета, а не всего набора данных.

Чтобы доставку данных можно было надёжно контролировать, к каждой части данных добавляется служебная информация — заголовок (header):

Примерно так выглядит единица передаваемой информации, называемая сегментом. Заголовок каждого сегмента содержит порт отправителя и порт получателя. Доставка каждого сегмента контролируется согласно протоколу и при необходимости повторяется.

Поскольку протокол TCP работает поверх IP, к каждому сегменту добавляется ещё один заголовок, содержащий IP-адреса отправителя и получателя:

Теперь перед нами полноценный пакет информации, который можно было бы передать по сети. Но для того, чтобы обеспечить точную доставку получателю, необходимо знать его физический адрес, называемый MAC-адресом (Media Access Control address). Для этого пакет снабжается дополнительной служебной информацией, содержащей MAC-адреса отправителя и получателя, и окончанием (footer) с контрольной суммой пакета:

Эта структурная единица, похожая на матрёшку, называется кадром. Именно в таком виде информация передаётся через локальные сети от отправителя к получателю. При желании вы можете убедиться в этом лично, воспользовавшись одной из программ-снифферов, например Wireshark.

2. UDP (User Datagram Protocol, протокол пользовательских датаграмм). В отличие от TCP, не гарантирует доставку пакетов получателю, но работает быстрее.

Протокол транспортного уровня UDP используется для связи без установки соединения. Например, если вы смотрите онлайн-трансляцию или слушаете радио, важно, чтобы ваш проигрыватель не отставал от эфира, а возможная потеря отдельных пакетов не принципиальна, верно?

При UDP трансляции отправитель просто посылает пакеты данных (датаграммы), не заботясь о том, будут ли они доставлены и существует ли получатель вообще, и не ожидая какого-либо подтверждения приёма.

Впрочем, протокол UDP всё же требует указания портов отправителя и получателя, длины датаграммы и контрольной суммы так же, как этого требует TCP.

Протоколы прикладного уровня

1. HTTP(S) (HyperText Transfer Protocol, протокол передачи гипертекста). Изначально предназначался для получения с серверов гипертекстовых документов в формате HTML (HyperText Markup Language, язык гипертекстовой разметки). В настоящее время фактически стал универсальным средством взаимодействия между узлами интернета.

Начало обмена данными по протоколу HTTP инициируется получателем, например веб-браузером. Полученный документ может состоять из множества составляющих, таких как текст, разметка, стили, видео- и аудио-файлы, скрипты и так далее.

Важно, что получатель и отправитель обмениваются одиночными сообщениями, а не потоком данных. Это означает, что, например, сервер, обслуживающий веб-сайт, при получении очередного запроса ничего не знает о предыдущем обращении и программист должен позаботиться о сохранении состояния самостоятельно.

Впрочем, гибкость протокола HTTP позволяет не только получать гипертекстовые документы, но и отправлять различные данные, такие как HTML-формы, JSON, AJAX и многие другие.

Помните, что поскольку HTTP является протоколом верхнего уровня, между отправителем и получателем существуют многочисленные посредники: прокси-серверы, маршрутизаторы, роутеры, модемы и так далее.

Но из-за большого количества промежуточных узлов пакеты, передаваемые по протоколу HTTP, могут быть легко перехвачены. Кто угодно, имея доступ к любому оборудованию, участвующему в обмене, может считать и расшифровать проходящие данные. Поэтому было создано расширение HTTP, получившее название HTTPS (HyperText Transfer Protocol Secure, безопасный протокол передачи гипертекста).

HTTPS обеспечивает защищённое соединение, используя криптографические сетевые протоколы SSL (Secure Sockets Layer, уровень защищённых сокетов) и TLS (Transport Layer Security, защита транспортного уровня) для шифрования данных.

Настоятельно рекомендуем при посещении сайтов использовать только безопасный протокол HTTPS, особенно при передаче чувствительных данных — логинов, паролей, адресов, данных платёжных карт и так далее. Советуем обращать внимание на адресную строку браузера, которая всегда подсказывает, является ли ваше соединение защищённым:

Изображение замка слева от адреса сайта означает, что ваше подключение безопасно.

2. SSH (Secure Shell, безопасная оболочка) — ещё один важнейший протокол прикладного уровня. В первую очередь этот протокол используется для управления удалёнными операционными системами и фактически является основой сетевого администрирования.

Если вы хоть раз настраивали интернет-сайт или сетевую службу, монтировали сетевые папки или запускали команды на удалённом компьютере, то этот протокол вам, безусловно, уже знаком.

SSH обеспечивает безопасное, криптографически защищённое подключение к устройствам в сети, позволяя войти в удалённую систему и выполнить в ней любые команды, разрешённые системой контроля прав доступа.

Кроме того, SSH может найти применение и в более экзотических случаях, например для проксирования интернет-трафика с помощью SSH-туннелей или для проброса портов.

3. FTP(S) (File Transfer Protocol, протокол передачи файлов). Это один из самых старых протоколов прикладного уровня. FTP появился задолго до HTTP, но используется и по сей день для обмена данными в сети и для удалённой работы с файлами.

FTP, так же как и HTTP, работает поверх протокола TCP, но открывает одновременно два канала — для передачи данных и для контроля соединения. Возможности удалённой работы с файлами ограничены специфичным для FTP набором команд. В основном, это просмотр каталогов, создание, удаление и передача файлов.

Поскольку протокол FTP передаёт данные в открытом виде, использовать его для передачи чувствительной информации не рекомендуется. Для усиления безопасность было разработано расширение этого протокола, известное как FTPS (File Transfer Protocol + SSL, или FTP/SSL). Как следует из названия, FTPS добавляет к базовому функционалу FTP создание шифрованных сессий SSL или TLS.

4. SFTP (Secure File Transfer Protocol, безопасный протокол передачи файлов). Несмотря на схожее название, SFTP не является расширением FTP, а работает поверх протокола SSH прикладного уровня.

В качестве практического преимущества протокола SFTP перед FTPS можно отметить отсутствие необходимости устанавливать на сервер какие-либо дополнительные программы — служба SSH поддерживает весь необходимый функционал «из коробки».

5. (S)RTP (Real-time Transfer Protocol, протокол передачи реального времени). Используется при трансляции видео и аудио потоков. Протокол прикладного уровня RTP был разработан для обеспечения минимальной задержки воспроизведения. Это может быть важно, например, в видео/аудио чатах, в системах видеонаблюдения или интернет-телефонии VoIP, где значительное отставание изображения или звука от оригинала недопустимо.

RTP позволяет передавать данные нескольким получателям одновременно, используя многоадресную рассылку через IP (IP multicast). Эти возможности позволили протоколу RTP фактически стать стандартом для передачи мультимедийных данных по IP-сетям.

Для обеспечения безопасной передачи данных используется версия протокола SRTP (Secure Real-time Transport Protocol, безопасный протокол передачи реального времени), расширяющая RTP набором механизмов защиты.

Наиболее известная технология, использующая протокол RTP (SRTP) — WebRTC (Web Real-Time Communications, коммуникации по сети в реальном времени). WebRTC предназначена для организации прямой передачи потоковых данных между двумя браузерами без использования серверов. Поскольку поддержка этой технология включена во все современные браузеры, установка дополнительных приложений не требуется. В настоящее время эта возможность активно используется, например, при проведении вебинаров и видеоконференций в интернете, а также в системах прокторинга при контроле качества дистанционного обучения.

Обзор основных протоколов прикладного уровня был бы неполным без упоминания таких важных стандартов, как IMAP(S) (Internet Message Access Protocol) — протокол доступа к электронной почте, а также DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol, протокол динамической настройки узла) и DNS (Domain Name System, система доменных имён).

Впрочем, детальное рассмотрение всех существующих в настоящее время протоколов в рамках одного обзора вряд ли возможно — в современных компьютерных сетях их насчитывается более семи тысяч.

Надеемся, сегодня нам удалось прояснить хотя бы часть довольно запутанной теории сетей, порой вызывающей бурные споры даже у специалистов. Помните, что и к сложным вещам можно относиться просто. Особенно, если разбить информацию на составляющие, как это делают рассмотренные в этом обзоре сетевые модели.

Аппаратные средства

• СЕТЕВОЙ АДАПТЕР — устройство, служащее для подключения компьютера к локальной сети. Контролирует доступ к среде передачи данных и обмен данными между единицами сети.
• П ОВТОРИТЕЛЬ, РЕПИТЕР [repeater] — устройство, объединяющее два смежных сегмента. Репитер осуществляет восстановление и усиление сигналов в целях компенсации их затухания и искажения в канале связи. Использование повторителей позволяет увеличить протяженность локальной сети.

• КОНЦЕНТРАТОР[concentrator, hub] – многопортовый повторитель. Транслирует пакеты во все ветви сети.

• МУЛЬТИПЛЕКСОР [multiplexer] — устройство, обеспечивающее сопряжение (мультиплексирование) нескольких каналов передачи данных в один общий канал путем использования одного из методов цифрового мультиплексирования

• МОСТ [bridge] делит разделяемую среду передачи сети на логические сегменты, передавая информацию из одного сегмента в другой только если такая передача действительно необходима, то есть если адрес компьютера назначения принадлежит другой подсети. Мосты используют для локализации трафика аппаратные адреса компьютеров.

• СЕТЕВОЙ КОММУТАТОР(switch, switching hub) — концентратор, который может одновременно устанавливать соединения между несколькими парами портов и реализует виртуальные соединения между сетевыми сегментами. Транслирует пакеты в заданные ветви.
• МАРШРУТИЗАТОР [router] — устройство, предназначенное для обеспечения доступа к удаленным ЛВС и Интернет, а также организации связи между сетями и их взаимодействия. Выбор пути передачи данных в сложных вычислительных сетях производится с учетом адресов и местоположения абонентов.

Беспроводные сети.

Беспроводная среда постепенно входит в нашу жизнь. Как только технология окончательно сформируется, производители предложат широкий выбор продукции по приемлемым ценам, что приведет к росту спроса на нее, и к увеличению объема продаж. В свою очередь, это вызовет дальнейшее совершенствование и развитие беспроводной среды.

Словосочетание «беспроводная среда» может ввести в заблуждение, поскольку означает полное отсутствие проводов в сети. В действительности же обычно беспроводные компоненты взаимодействуют с сетью, в которой – как среда передачи – используется кабель. Такая сеть со смешанными компонентами называется гибридной.

В зависимости от технологии беспроводные сети можно разделить на три типа:

• локальные вычислительные сети;
• расширенные локальные вычислительные сети;
• мобильные сети (переносные компьютеры).

• инфракрасное излучение;
• лазер;
• радиопередача в узком спектре (одночастотная передача);
• радиопередача в рассеянном спектре.

Кроме этих способов передачи и получения данных можно использовать мобильные сети, пакетное радиосоединение, сотовые сети и микроволновые системы передачи данных.

Сетевой протокол — набор правил и соглашений, используемый при передаче данных между компьютерами в сети.

TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol, протокол управления передачей протокол Интернета/протокол Интернета) — протокол (семейство протоколов), являющийся стандартом для передачи данных между сетями, в том числе в Интернете.

Протокол TCP (протокол управления передачей) разбивает информацию на порции (пакеты) и нумерует их. Затем протокол IP (протокол Интернета) добавляет к каждой порции служебную информацию с адресами отправителя и получателя и обеспечивает доставку всех пакетов.

Благодаря такому способу передачи информации, в Интернете, как и в обычной почте, нет понятия «занято» — каждый компьютер может одновременно принимать пакеты от большого количества других компьютеров. В этом случае нет необходимости устанавливать отдельный канал связи межу двумя компьютерами.

Протоколы и службы Интернета можно использовать и в рамках локальной сети. В этом случае такая сеть имеет название intranet (интрасеть).

Intranet — локальная сеть, в которой для передачи информации используются средства, программное обеспечение и протоколы Интернета.

Для объединения нескольких локальных сетей, работающих по разным протоколам, используют специальные средства — шлюзы.

Шлюз — специальные средства (аппаратные или программные) для связи между собой локальных сетей, работающих по разным протоколам.

При любом виде соединения чрезвычайно важным фактором является безопасность. Интернет используют сотни миллионов людей и не все они исполнены добрых намерений. Поэтому для обеспечения сетевой безопасности между локальной и глобальной сетью устанавливают брандмауэр.

Брандмауэр — специальный компьютер или программа, препятствующая несанкционированному перемещению данных между сетями.

Брандмауэр предотвращает несанкционированный доступ к вашей сети, ограничивает входящий и исходящий трафик, распознает пользователей и регистрирует информацию о трафике.

Каждый компьютер сети имеет уникальное сетевое имя, позволяющее однозначно его идентифицировать. Для каждого пользователя серверной сети необходимо иметь свое сетевое имя и сетевой пароль. Имена компьютеров, сетевые имена и пароли пользователей прописываются на сервере.

Для удобства управления локальной компьютерной сетью, несколько компьютеров, имеющих равные права доступа, объединяют в рабочие группы.

Совокупность приемов разделения и ограничения прав доступа участников компьютерной сети к ресурсам называется политикой сети. Обеспечением работоспособности сети и ее администрированием занимается системный администратор — человек, управляющий организацией работы локальной сети.

Произвольная глобальная сеть может включать другие глобальные сети, локальные сети, а также отдельно подключаемые к ней компьютеры (удаленные компьютеры) или отдельно подключаемые устройства ввода-вывода. Глобальные сети бывают четырех основных видов: городские, региональные, национальные и транснациональные. В качестве устройств ввода-вывода могут использоваться, например, печатающие и копирующие устройства, кассовые и банковские аппараты, дисплеи (терминалы) и факсы. Перечисленные элементы сети могут быть удалены друг от друга на значительное расстояние