Technologia informacyjna

PWSWwykład 30 h

lab.15 h Mechatronika

lab. 30 h Inżynieria Środowiska

dr inż. Tomasz Bajorek

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.

Wykład - skrót tematyki:

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 1996Literatura uzupełniająca:5. Mendrala, D., Szeliga M: Windows 7PL. Podstawy obsługi systemu ,

Helion, 2010.6. Sosinsky B.: Sieci komputerowe Biblia, Helion, 2011.7. S. Uss „PowerPoint 2000. Pierwsza pomoc”, Wydawnictwo HELP,

Warszawa 20008. DeBolt V.: HTML i CSS, Mikom, 2005.9. Kopertowska M.: „Grafika menedżerska i prezentacyjna poziom

zaawansowany”, PWN, 2006.10. B. V. Liengme B.V.: „Microsoft Excel w nauce i technice”, Wydawnictwo

RM, Warszawa 2002.11. Middleton M.R.:„Microsoft Excel w analizie danych”, Wydawnictwo RM,

Warszawa 2004

http://tbajorek.prz.edu.pl

menu PWSW

Materiały dydaktyczne

5

Sieci komputerowe - podstawy

• Typy sieci• Topologie• Urządzenia sieciowe• Usługi sieciowe

6

Sieć komputerowaMedium umożliwiające połączenie dwóch lub więcej

komputerów

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

8

Pierwsze sieci komputerowe

9

Sieci lokalne• Standard - konstrukcje oparte na sieciowym systemie

operacyjnym z centralnym serwerem plików, wydruku oraz poczty elektronicznejZapewnia:

• 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.

10

1990 rok - internet• łączenie komputerów w lokalne sieci, dołączanie

do innych sieci, • rozbudowa sieci szkieletowych• usługi sieciowe, • bezpieczeństwo sieci, • zarządzanie i monitoring sieci.

Rozwój technologii internetowych1969 – 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

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

- koncepcja WEB 2.0 - tworzenie większości treści przez użytkowników.

nieprzewidywalny rozwój

TWORZENIE SIECI PRZEZ SPOŁECZNOŚĆ

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

Portale społecznościowe – możliwości reklamowe

14

Typy sieci

• WAN (ang. Wide Area Network)• MAN (ang. Metropolitan Area Network)• LAN (ang. Local Area Network) • PAN (ang. Private Area Network)

Sieci kampusowe

15

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 .

16

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.

17

WAN

dalekie połączenia zlokalizowane na stosunkowo dużym obszarze, takim jak województwo, kraj, kontynent czy cały glob

18

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.

19

Topologia magistrali

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.

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).

20

Topologia pierścienia

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

całej sieci.

• stosowana głównie do budowy lokalnych sieci komputerowych.

• transmisja w sieci polega na przekazywaniu żetonu dostępu.

• każde urządzenie pełni rolę regeneratora sygnału.

21

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 kampusowych i metropolitalnych.

22

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. To podstawowa topologia lokalnych sieci komputerowych.

23

Topologia rozszerzonej gwiazdy

Podstawą konstrukcji - jest topologia gwiazdy ze wszystkimi zaletami i wadami Stosowana jest głównie w przypadku rozbudowanych sieci lokalnych oraz sieci kampusowych.

24

• 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.

Topologia siatki

25

Urządzenia sieciowe

Kable, złączki, wtyki, gniazda

Urządzenia bierne (pasywne)

•Kable miedziane

•Media optyczne

•Radiowy kanał łączności ruchomej

•Kanał satelitarny

Media transmisyjne

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)

Mało wrażliwy na zakłócenia ale łatwo ulega uszkodzeniom - trudnym do lokalizacji.

ekranowany w celu odizolowania od zewnętrznych pól elektromagnetycznych - cienka siatka miedziana.

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

ŚwiatłowódTransmisja 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

• duża szerokość pasma częstotliwości – do 2.1014 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

Cechy światłowodu

3/14

=380 - 436 nm fiolet,

= 436 - 495 nm niebieski,

= 495 - 566 nm zielony,

= 566 - 589 nm żółty (żółty),

= 589 - 627 nm pomarańczowy,

= 627 - 780 nm czerwony.

nanometr

1 nm= 10-9m

mikrometr

1 m= 10-6m

4.10-7 8.10-7

swia

t łow

ód

5.1014Hz 5.1012Hz 5.108Hz

1

f

f=v/

UKF

Zaleta:

Światłowody nie emitują zewnętrznego pola elektromagnetycznego, w związku z czym niemożliwe jest podsłuchanie transmisji.

Wada:

Dyspersja - Impuls biegnący w falowodzie ulega wydłużeniu (rozmyciu), co ogranicza maksymalną częstotliwość sygnału przesyłanego przez światłowód.

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)

Wielomodowe – 50 lub 62,5 m

Jednomodowe – ~8-10 m

telekomunikacja – tanie ale światło spójne (laser jest drogi) – duże odległości – do 120 km!!!

39

Koncentrator (Hub) bierny

Wtyk RJ-45

standard dla karty sieciowej

41

Urządzenia aktywne

Przełącznik (switch)

Punkt dostępowy (acces point)

Serwer

Firewall

42

Modem DSL

43

Koncentrator (hub)

hub kiedy otrzyma dane automatycznie rozsyła je na wszystkie swoje porty

44

Przełącznik (switch)

switch potrafi rozpoznać dla kogo przeznaczone są dane i przekierować je na właściwy port

45

RouterSłuży do łączenia różnych sieci komputerowych (np. o różnych klasach adresów), węzeł komunikacyjny.

Proces kierowania ruchem nosi nazwę trasowania, routingu

46

Punkt dostępowy (Acces point) dla sieci bezprzewodowych

Router i punkt dostępowy w jednym

Router WI-FI

48

Urządzenia końcowe

49

Karta sieciowa ze złączem PCMCIA (laptopy)

Karta sieciowa

51

Karty Bluetooth

52

Karta sieciowa ze złączem PCI do sieci bezprzewodowej

53

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

54

Telnet

55

Komputery też potrzebują adresacji

Dane adresata

Dane nadawcy

Unikalność adresów

56

Adresacja w sieciach komputerowych

• Adres MAC – Adresacja fizyczna – zwykle numer karty sieciowej urządzenia

• Adres IP – Adresacja logiczna

57

Adres fizycznyKarta sieciowa posiada identyfikator tzw. MAC

Identyfikuje konkretne urządzenie nadawany przez producenta

58

Adres IP

adres logicznynadawany w zależności od tego do jakiej sieci

zostało podłączone dane urządzenie sieciowe

IP 66.93.38.223

59

START… Uruchom: cmd c:/ipconfig

60

Wersje adresacji

• IPv4 – adres 32 bity – liczba dostępnych adresów 232

• IPv6 – adres 128 bity - liczba dostępnych adresów 2128