Методика изучения темы «Коммуникационные технологии»

Содержание вопроса:

Цели изучения темы в базовом курсе информатики. Методические рекомендации по изучению ключевых вопросов темы: «Процесс передачи информации, источник и приемник информации, кодирование и декодирование, искажение информации при передаче, скорость передачи информации», «Локальные и глобальные компьютерные сети», «Информационные ресурсы и сервисы компьютерных сетей», «Электронная почта как средство связи», «Поиск информации», «Компьютерные энциклопедии и справочники», «Архивирование и разархивирование». Методика организации и проведения практической работы по теме «Коммуникационные технологии».

Содержание ответа:

Цели изучения темы в базовом курсе информатики: Дать ученикам представление о назначении и структуре локальных и глобальных сетей. Познакомить учащихся с основными информационными услугами сетей, с возможностями Интернета. Обучить детей способам обмена файлами в локальной сети компьютерного класса. Познакомить со способами поиска информации в Интернете (при наличии технических возможностей).

Изучаемые вопросы: Локальная сеть (ЛС), организация и назначение; локальные сети школьных кабинетов; организация глобальных сетей (ГС); информационные услуги ГС; аппаратные средства сетей; что такое Internet; информационные услуги Internet и World Wide Web.

Если компьютеры в школьном кабинете информатики объедине­ны в локальную сеть, то это обстоятельство существенно облегча­ет изучение данной темы. Именно школьный компьютерный класс должен стать отправной точкой в разговоре о передаче информа­ции в компьютерных сетях. Определив компьютерную сеть как си­стему компьютеров, связанных каналами передачи информации, учи­тель демонстрирует такую систему на оборудовании компьютер­ного класса и сообщает, что такая сеть называется локальной. Локальные компьютерные сети небольшие по масштабам и ра­ботают в пределах одного помещения, здания, предприятия. Локальные сети, в зависимости от назначения и технических решений, могут иметь различные структуры объединения компь­ютеров. Их еще называют конфигурациями, архитектурой, топологией сети.

Бывают ситуации в ЛС, когда топология не имеет какой-либо регулярной структуры. Например, компьютеры могут соединять по принципу «каждый с каждым».

Использование локальных сетей отвечает двум основным требованиям:

1) обмену файлами между пользователями сети;

2) использованию общедоступных ресурсов: большого пространства дисковой памяти, принтеров, централизованной системы данных, программного обеспечения.

Пользователей общей локальной сети принято называть рабо­чей группой, а компьютеры, за которыми они работают, — рабо­чими станциями. Если все компьютеры в сети равноправны, т.е. сеть состоит только из рабочих станций пользователей, то ее на­зывают одноранговой сетью. Одноранговые сети используются для осуществления первой из отмеченных целей: для обмена файлами. У каждого компьютера в такой сети есть свое имя. Члены рабочей группы могут обращаться по этим именам к дисковой памяти ПК своих коллег и копировать файлы на свой компьютер или копиро­вать свои файлы на другие компьютеры.

Другой способ организации локальной сети — сеть с выделеным (главным) компьютером. Его называют файл-сервером. К файл-серверу имеет доступ учитель, а ученики работают за рабочими станциями. Все рабочие станции соединеныны с главной машиной (схема соединения «звезда»). Поэтому непосредственный обмен информацией происходит между сервером и каждой рабочей станцией.

Работой сети управляет сетевая операционная система. Операци­онная система поддерживает стандарты (протоколы) обмена ин­формацией в сети, устанавливает очередность при обращении раз­личных пользователей к одним и тем же ресурсам и пр. Основное назначение сетевой ОС — дать возможность пользователям работать в локальной сети, не мешая друг другу.

Учебный план не позволяет долго задерживаться на теме ло­кальных сетей. Учитель, прежде всего, должен дать представление ученикам об организации сети, работающей в компьютерном клас­се, а также общешкольной сети (если такая имеется). В качестве практической работы на данную тему следует организовать обмен посланиями между учениками в виде текстовых файлов, переда­ваемых через сеть.

Глобальные компьютерные сети объединяют между собой ЭВМ, расположен­ные на больших расстояниях (в масштабах региона, страны, мира). Если локальную сеть ученики могут увидеть своими глазами, то знакомство с глобальными сетями будет носить более описатель­ный характер. Здесь, как и во многих других темах, приходит на помощь метод аналогий. Устройство глобальной сети можно срав­нить с устройством системы телефонной связи — телефонной сети.

На примере электронной почты хорошо иллюстрируется суть технологии клиент-сервер, принятой в современных сетях. Эта тех­нология основана на разделении функций программного обеспе­чения, обслуживающего каждую информационную услугу, между компьютером клиента и сервером. Соответствующее ПО называ­ется клиент-программой и сервер-программой (часто говорят ко­роче: клиент и сервер). Популярными клиент-программами элект­ронной почты являются: MAIL для MS-DOS и Outlook Express для Windows.

Наряду с электронной почтой в глобальных сетях существуют и другие виды информационных услуг для пользователей.

Telnet. Эта услуга позволяет пользователю работать в режиме терминала удаленного компьютера, т. е. использовать установлен­ные на нем программы так же, как программы на собственном компьютере.

FTP. Так называется сетевой протокол и программы, которые обслуживают работу с каталогами и файлами удаленной машины. Клиент FTP имеет возможность просматривать каталоги FTP-cepверов, копировать интересующие его файлы.

Archie. Так называются специальные серверы, выполняющие роль поисковых программ в системе FTP-серверов. Они помогают быстро найти нужные вам файлы.

Gopher. Система поиска и извлечения информации из сети с развитыми средствами многоуровневых меню, справочных книг, индексных ссылок и пр.

WAIS. Сетевая информационно-поисковая система, основан­ная на распределенных базах данных и библиотеках.

Usenet. Система телеконференций. Другое название — группы новостей. Обслуживает подписчиков определенных тематических конференций, рассылая им материалы по электронной почте.

Сервер имеет собственный уникальный адрес в сети и выпол­няет роль узловой машины, обслуживающей абонентов. В качестве сервера используются разные типы машин: от мощных ПК до мини-ЭВМ и даже мэйнфреймов (больших ЭВМ). Основ­ные требования — высокоскоростной процессор и большой объем дисковой памяти (десятки и сотни Гбайт). На хост-компьютерах в сети Internet используется операционная система Unix. Все сер­вер-программы, обслуживающие приложения, работают под уп­равлением Unix.

Линии связи. Основные типы линий связи между компьютерами сети: телефонные линии, электрические кабели, оптоволокон­ный кабель и радиосвязь. Главными параметрами линий связи яв­ляются пропускная способность (максимальная скорость переда­чи информации), помехоустойчивость, стоимость. По параметру стоимости самыми дорогими являются оптоволоконные линии, самыми дешевыми — телефонные.

Обычно абоненты (клиенты) подключаются к узлу своего про­вайдера через телефонную линию. Все чаще для этих целей начи­нает применяться радиосвязь.

Для передачи информации по каналам связи необходимо пре­образовывать ее из той формы, в которой она существует в ком­пьютере, в сигналы, передаваемые по линиям связи. Такие преоб­разования осуществляют специальные устройства, которые назы­ваются сетевыми адаптерами. Существуют адаптеры для кабельной, для оптоволоконной связи. Адаптер вставляется в свободное гнез­до материнской платы и соединяется кабелем с адаптером друго­го компьютера. Так обычно делается в локальных сетях.

В глобальных сетях, связанных по телефонным линиям, в каче­стве устройства сопряжения используются модемы. Назначение модема состоит в преобразовании информации из двоичного ком­пьютерного кода в телефонный сигнал и обратно. Помимо этого, модем выполняет еще ряд функций. Например, модем клиента сети должен дозваниваться до узла, к которому он подключается.

Интернет — это суперсеть, охватывающая весь мир, представляющая из себя совокупность многих (более 2000) сетей, поддерживающих единый протокол TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol).

Протокол — это стандарт на представление, преобразование и пересылку информации в компьютерной сети. Образно можно сказать так: протокол — это определенный сетевой язык.

Протокол поддерживается как программ­ными, так и аппаратными средствами сети. Сводится он к стан­дартизации следующих процедур:

• разбиение передаваемых данных на пакеты (части);

• адресация пакетов и передача их по определенным маршрутам в пункт назначения;

• сборка пакетов в форму исходных данных.

При этом происходит контроль правильности приема-переда­чи пакета, правильности сборки всех переданных пакетов в нуж­ном месте.

На базе протокола TCP/IP реализованы другие прикладные про­токолы Интернет, составляющие основу сервиса в сети.

Основой Интернет является система так называемых IP-адре­сов. Каждый хост-компьютер, включенный в Интернет, получает уникальный в рамках всей сети адрес. IP-адрес — это последова­тельность из четырех целых десятичных чисел, разделенных точ­ками. Например: 195.205.31.47. Поскольку Интернет — это сеть се­тей, то первое число определяет сеть, к которой принадлежит компьютер, следующие числа уточняют координаты компьютера в этой сети.

С точки зрения пользователя, Ин­тернет — это определенное множество информационных услуг, которые он может получать от сети. В число услуг входят: элект­ронная почта, телеконференции (списки рассылки), архивы фай­лов, справочники и базы данных, Всемирная паутина — WWW. Интернет — это неограниченные информационные ресурсы. Влияние, которое окажет Интернет на развитие человеческого общества, еще до конца не осознано.