Technologia informacyjna PWSW wykład 30 h lab.15 h Mechatronika lab. 30 h Inżynieria Środowiska dr inż. Tomasz Bajorek
Wykład - skrót tematyki: Sieci komputerowe - typy. Internet. Usługi sieciowe. Komunikacja i bezpieczeństwo w sieci. Urządzenia sieciowe. Topologie. Protokoły sieciowe. Podstawy technik informatycznych. Zastosowania komputerów, sprzęt i oprogramowanie systemowe, programy użytkowe. Systemy operacyjne - metody składowania i dostępu do informacji. Grafika komputerowa podstawowe operacje edycyjne. Multimedia zasady użytkowania i edycji, kompresja mediów. Prezentacja multimedialna. Aplikacje biurowe. Edytory tekstu podstawy edycji, formatowanie dokumentu, edytor równań, spisy treści, duże dokumenty. Arkusze kalkulacyjne - typy danych, formuły obliczeniowe, zastosowania, wykresy 2D i 3D. Wspomaganie decyzji w arkuszu. Arkusz jako baza danych. MS Access tworzenie prostej bazy relacyjnej. Kwerendy. Programy narzędziowe higiena dysków, programy antywirusowe. Podstawy inżynierii programowania. Zapoznanie z podstawami programowania w języku algorytmicznym - typy danych, instrukcje proste, warunkowe i iteracyjne; rola podprogramów. Główne zasady programowania obiektowego.
Podręczniki, skrypty, pomoce dydaktyczne: Literatura podstawowa: 1. Materiały dydaktyczne własne (elektroniczne konspekty wykładów i instrukcje laboratoryjne). 2. Jaronicki A.: ABC MS Office 2007 PL, Helion, 2008. 3. Groszek M.: ABC Access 2007 PL, Helion, 2007. 4. I. Szymacha Ćwiczenia z arkusza kalkulacyjnego EXCEL, MIKOM, Warszawa 1996 Literatura uzupełniająca: 1. Mendrala, D., Szeliga M: Windows 7PL. Podstawy obsługi systemu, Helion, 2010. 2. Sosinsky B.: Sieci komputerowe Biblia, Helion, 2011. 3. S. Uss PowerPoint 2000. Pierwsza pomoc, Wydawnictwo HELP, Warszawa 2000 4. DeBolt V.: HTML i CSS, Mikom, 2005. 5. Kopertowska M.: Grafika menedżerska i prezentacyjna poziom zaawansowany, PWN, 2006. 6. B. V. Liengme B.V.: Microsoft Excel w nauce i technice, Wydawnictwo RM, Warszawa 2002. 7. Middleton M.R.: Microsoft Excel w analizie danych, Wydawnictwo RM, Warszawa 2004
Materiały dydaktyczne http://tbajorek.prz.edu.pl menu PWSW
Sieci komputerowe - podstawy Typy sieci Topologie Urządzenia sieciowe Usługi sieciowe 5
Sieć komputerowa Medium umożliwiające połączenie dwóch lub więcej komputerów 6
Sieć - połączenie wielu komputerów w celu: przesyłu danych różnego typu wzajemna komunikacja żądań przetwarzania danych na innym komputerze wykonania określonej usługi wykorzystania urządzeń w sieci zdalnego sterowania, administrowania odległym komputerem
Pierwsze sieci komputerowe 8
Sieci lokalne Standard - konstrukcje oparte na sieciowym systemie operacyjnym z centralnym serwerem plików, wydruku oraz poczty elektronicznej Zapewnia: identyfikację użytkowników autoryzację dostępu do zasobów. Mniejsze firmy - sieci równorzędne - wszystkie komputery - nawzajem dla siebie serwerami i klientami. Systemy budowane w oparciu o sieciowe systemy operacyjne - centralne zarządzenie siecią i jej zasobami. 9
1990 rok - internet łączenie komputerów w lokalne sieci, dołączanie do innych sieci, rozbudowa sieci szkieletowych usługi sieciowe, bezpieczeństwo sieci, zarządzanie i monitoring sieci. 10
Rozwój technologii internetowych 1969 sieć ARPANET 1989-90 Berners-Lee www, protokół http Mosaic pierwsza przeglądarka 1993 1994 PHP Rasmus Lerdorf stworzył zbiór narzędzi do obsługi swojej strony domowej mechanizm interpretacji zestawu makr; np.: książka gości, licznik odwiedzin (PHP Personal Home Pages) włączenie baz danych INTERAKCJA UŻYTKOWNIKÓW problemy i wojny przeglądarek- Microsoft, Netscape NAPSTER Fanning (prawa do własności intelektualnej Winamp, itunes Steve Jobs z Apple - za 99centów 1 utwór MP3) komunikacja e-mail, ICQ a potem inne komunikatory Napster też umożliwiał dialog i wymianę poglądów
TWORZENIE SIECI PRZEZ SPOŁECZNOŚĆ digg.com (wykop) facebook.com Zuckerberg nowe myślenie społeczne (liczba użytkowników i podwaja się co 6 miesięcy) sieć społeczna graf społeczny powiązania 6 stopni i każdy zna każdego, Microsoft kupił za prawie 1 mld kilka % akcji youtube.com upload wykupione przez Google w 2006 blogi wikipedia Jim Wales darmowe ogłoszenia craiglist.org nieprzewidywalny rozwój - koncepcja WEB 2.0 - tworzenie większości treści przez użytkowników.
Portale społecznościowe możliwości reklamowe Magnat prasowy Rupert Murdoch kupił za 580 mln dolarów internetowy serwis wspólnotowy MySpace.com w lipcu 2005 r. Wg CNN.money - cena reklamy na My Space kosztuje 750.000 dolarów dziennie. Yahoo!, który sprzedaje swoją home page za 1 mln dolarów dziennie. Odsłony - MySpace jest drugim website na świecie po Yahoo!, przed MSN (Microsoft) i Google
Typy sieci WAN (ang. Wide Area Network) MAN (ang. Metropolitan Area Network) LAN (ang. Local Area Network) PAN (ang. Private Area Network) Sieci kampusowe 14
LAN zlokalizowana na stosunkowo niewielkim obszarze, średnica sieci lokalnej może wynosić nawet kilkaset metrów, krótkie łącza (do ok.. 100m) o wysokiej przepustowości lub rozwiązania oparte na technice radiowej, wysoka niezawodność działania. 15
MAN zadanie - łączenie wielu sieci lokalnych znajdujących się w obrębie aglomeracji miejskiej, połączenia te mają na ogół charakter typowy dla sieci rozległych. dodatkowe zadania - łączenie indywidualnych komputerów, głównie osób prywatnych do Internetu. 16
WAN dalekie połączenia zlokalizowane na stosunkowo dużym obszarze, takim jak województwo, kraj, kontynent czy cały glob 17
PAN konstrukcje stosowane głównie w domach i niewielkich biurach. niewielki zasięg geograficzny (do ok. 10m) dość duża różnorodność mediów, jak: skrętka UTP, komunikacja bezprzewodowa, WLAN, BlueTooth, podczerwień, itp.. Główny cel - komunikacja pojedynczego komputera z Internetem, łączenie do komputera urządzeń peryferyjnych, urządzeń typu laptop, palmtop, telefon komórkowy, telefony VoIP. 18
Topologia magistrali wszystkie urządzenia podłączone są do jednego, współdzielonego medium fizycznego (zazwyczaj jest kabel koncentryczny zakończony z obu stron terminatorami (oporniki o parametrach dostosowanych do typu kabla). Zastosowanie - budowa lokalnych sieci komputerowych, Zalety: niska cena wynikająca z małego zużycia kabli i braku urządzeń pośredniczących w dostępie do medium. łatwość instalacji. Wady: ograniczenia związane z rozbudową sieci wrażliwość na awarię. Przerwanie magistrali w jednym miejscu oznacza awarię całej sieci. 19
Topologia pierścienia stosowana głównie do budowy lokalnych sieci komputerowych. transmisja w sieci polega na przekazywaniu żetonu dostępu. każde urządzenie pełni rolę regeneratora sygnału. Zalety: niska cena wynikająca z małego zużycia kabli brak aktywnych urządzeń pośredniczących w komunikacji między komputerami, do budowy sieci w tej topologii można użyć różnych mediów transmisyjnych (kabel koncentryczny, skrętkę, kable światłowodowe). Wady: ograniczenia i utrudnienia związane z rozbudową i konserwacją sieci, Uszkodzenie jednego z urządzeń lub łączy oznacza przerwę w pracy 20 całej sieci.
Topologia podwójnego pierścienia zachowanie transmisji w obszarach ograniczonych punktami awarii - przypadku jednego punktu uszkodzenia sieć zachowuje możliwość działania w pełnym zakresie. stosowana w budowie sieci szkieletowych lub w sieciach 21 kampusowych i metropolitalnych.
Topologia gwiazdy urządzenia połączone są w jednym wspólnym punkcie, w którym znajduje się aktywne urządzenie pośredniczące (koncentrator) pełniące rolę regeneratora sygnału. Zalety: przejrzystość konstrukcji łączenie urządzeń może odbywać się przy pomocy różnych mediów transmisyjnych. odporność całej sieci na awarię zarówno urządzeń jak i łączy. Wady: koszt okablowania dodatkowy koszt związany z obecnością koncentratora. 22 To podstawowa topologia lokalnych sieci komputerowych.
Topologia rozszerzonej gwiazdy Podstawą konstrukcji - jest topologia gwiazdy ze wszystkimi zaletami i wadami Stosowana jest głównie w przypadku rozbudowanych sieci lokalnych oraz sieci kampusowych. 23
Topologia siatki typowa dla sieci metropolitalnych i sieci rozległych. Konstrukcja tej topologii oparta jest na takim łączeniu urządzeń, że każde z nich połączone jest z więcej niż jednym urządzeniem. stosowana w celu zapewnienia połączeń między wszystkimi urządzeniami. 24
Urządzenia sieciowe 25
Urządzenia bierne (pasywne) Kable, złączki, wtyki, gniazda
Media transmisyjne Kable miedziane Media optyczne Radiowy kanał łączności ruchomej Kanał satelitarny
Kabel miedziany - medium dla transmisji sygnałów na małe odległości. Wyróżniamy 3 rodzaje kabli: kabel prosty (historyczna telekomunikacja) kable koncentryczne kable skrętkowe
Kabel koncentryczny ("cienki" lub "gruby" ethernet) ekranowany w celu odizolowania od zewnętrznych pól elektromagnetycznych - cienka siatka miedziana. Mało wrażliwy na zakłócenia ale łatwo ulega uszkodzeniom - trudnym do lokalizacji.
Kabel skrętkowy Skrętka w zależności od przepustowości w MB/s Kabel skrętkowy tworzy tzw. linię zrównoważoną (symetryczną). UTP, STP, FTP i inne Segment do 100 m FTP do 230 m FFTP do 300 m
skrętka UTP 4x2
Światłowód Transmisja na odległość powyżej 100 m - kabel światłowodowy. Do budowy światłowodu stosuje się wyłącznie szkło kwarcowe o dużej czystości małe tłumienie Światłowód składa się z dwóch warstw: wewnętrzna- rdzeń zewnętrzna płaszcz ochronny. dodatkowo powłoka zabezpieczająca tworzywo sztuczne
12 włókien
Światłowód (falowód optyczny dielektryczny) przenosi sygnały świetlne fiber-optic cable Zasada działania - wielokrotne wykorzystanie zjawiska całkowitego wewnętrznego odbicia (odbicie i załamanie fal) wiązki światła podążającej wzdłuż światłowodów (odbicie od płaszcza) propagacja fali Niewiele firm produkuje światłowody - kilka tzw. mod wiązka światła mody wpadają do światłowodu pod różnym kątem, skutkiem tego - pokonują różne odległości
Cechy światłowodu duża szerokość pasma częstotliwości do 2. 10 14 Hz mała stratność mocy spowodowana rozpraszaniem ok. 0,2 db/km Kao i Hockam przewidzieli 20 db/km, a wcześniej było 1000 db/km przesył 200 000 km/sek (prędkość światła w szkle) odporność na interferencje elektromagnetyczne mała waga, wymiary, dobra giętkość i wytrzymałość cena? wykonane w zasadzie z piasku
nanometr 1 nm= 10-9 m mikrometr 1 µm= 10-6 m λ =380-436 nm fiolet, λ = 436-495 nm niebieski, λ = 495-566 nm zielony, λ = 566-589 nm żółty (żółty), λ = 589-627 nm pomarańczowy, λ = 627-780 nm czerwony. f=v/ λ swiatłowód f 1 4.10-7 8.10-7 UKF 5.10 14 Hz 5.10 12 Hz 5.10 8 Hz 3/14
Zaleta: Światłowody nie emitują zewnętrznego pola elektromagnetycznego, w związku z czym niemożliwe jest podsłuchanie transmisji. Wada: Dyspersja - Impuls biegnący w falowodzie ulega Dyspersja - Impuls biegnący w falowodzie ulega wydłużeniu (rozmyciu), co ogranicza maksymalną częstotliwość sygnału przesyłanego przez światłowód.
Wielomodowe 50 lub 62,5 µm światłowód skokowy - współczynnik załamania światła inny dla rdzenia i płaszcza (duża dyspersja więc niewielkie odległości) światłowód gradientowy gęstość kwarcu zmienna płynnie, mniejsza droga promienia to mniejsza dyspersja (do 2 km) Jednomodowe ~8-10 µm telekomunikacja tanie ale światło spójne (laser jest drogi) duże odległości do 120 km!!!
Koncentrator (Hub) bierny 39
Wtyk RJ-45 standard dla karty sieciowej
Urządzenia aktywne Firewall Serwer Przełącznik (switch) Punkt dostępowy (acces point) 41
Modem DSL 42
Koncentrator (hub) hub kiedy otrzyma dane automatycznie rozsyła je na wszystkie swoje porty 43
Przełącznik (switch) switch potrafi rozpoznać dla kogo przeznaczone są dane i przekierować je na właściwy port 44
Router Służy do łączenia różnych sieci komputerowych (np. o różnych klasach adresów), węzeł komunikacyjny. Proces kierowania ruchem nosi nazwę trasowania, routingu 45
Punkt dostępowy (Acces point) dla sieci bezprzewodowych 46
Router WI-FI Router i punkt dostępowy w jednym
Urządzenia końcowe 48
Karta sieciowa ze złączem PCMCIA (laptopy) 49
Karta sieciowa
Karty Bluetooth 51
Karta sieciowa ze złączem PCI do sieci bezprzewodowej 52
Usługi sieciowe poczta elektroniczna (e-mail) transmisja danych - pliki, audio, video (ftp) usługi terminalowe (telnet, rlogin) - praca na odległym komputerze * talk - rozmowa "ekranowa" tekstowa serwisy informacyjne (www) synchronizacja czasu, dostęp do informacji o użytkownikach 53
Telnet 54
Komputery też potrzebują adresacji Dane adresata Dane nadawcy Unikalność adresów 55
Adresacja w sieciach komputerowych Adres MAC Adresacja fizyczna zwykle numer karty sieciowej urządzenia Adres IP Adresacja logiczna 56
Adres fizyczny Karta sieciowa posiada identyfikator tzw. MAC Identyfikuje konkretne urządzenie nadawany przez producenta 57
Adres IP adres logiczny nadawany w zależności od tego do jakiej sieci zostało podłączone dane urządzenie sieciowe 58
START Uruchom: cmd c:/ipconfig 59
Wersje adresacji IPv4 adres 32 bity liczba dostępnych adresów 2 32 IPv6 adres 128 bity - liczba dostępnych adresów 2 128 60