Краткое содержание: Параграф § 4.1 / Информатика 9 класс

Роль информационно-коммуникационных технологий в современном обществе

Жизнь современного человека неразрывно связана с использованием компьютеров, смартфонов, других мобильных устройств и разнообразных информационных ресурсов, и сервисов, таких как Интернет, мессенджеры, социальные сети. Все это обозначается как информационно-коммуникационные технологии (ИКТ). Технология определяется как совокупность методов и инструментов для достижения желаемого результата, а ИКТ – это технологии, применяемые для сбора, обработки, хранения, защиты и распространения информации с использованием компьютеров и средств телекоммуникации.

Передача информации и каналы связи

Телекоммуникации — это «связь на расстоянии», объединяющая два греческих слова: теле (далеко, вдаль) и латинское communicatio (общение). Передача информации происходит в виде последовательности сигналов, символов или знаков. Канал связи (передачи информации) – это технические средства для передачи сообщений от источника к приемнику. При общении людей используются звуковые волны (телефон) или электрические сигналы, распространяющиеся по линиям связи, и световые волны (чтение). Кодирование – это преобразование информации в форму, подходящую для передачи по каналу связи, в частности, в двоичный код для цифровой связи.

Скорость передачи данных и надежность связи

Скорость передачи данных – это количество данных, передаваемых по каналу связи за единицу времени (обычно, 1 секунда). Основная единица измерения – бит в секунду (бит/с). Используются также производные единицы: килобиты в секунду (\( K\text{бит/с} \)), мегабиты в секунду (\( M\text{бит/с} \)), гигабиты в секунду (\( \Gamma\text{бит/с} \)). При этом приставки «кило», «мега», «гига» являются десятичными:

• \( 1\ M\text{бит/с} = 1000\ K\text{бит/с} = 10^6\ \text{бит/с} \)
• \( 1\ \Gamma\text{бит/с} = 1000\ M\text{бит/с} = 10^9\ \text{бит/с} \)

Недостаточное качество каналов связи может приводить к искажению или потере передаваемого сигнала. Для предотвращения таких ситуаций, в современных цифровых системах связи сообщения разбиваются на части (пакеты, блоки), и для каждого блока вычисляется контрольная сумма. На приеме контрольная сумма также вычисляется и сравнивается с принятой; если они не совпадают, блок повторяется.

Типы компьютерных сетей

Компьютерные сети делятся на локальные и глобальные.

• Локальные сети (ЛВС) – объединяют компьютеры, расположенные на небольшой территории (например, в одном помещении или здании). Они позволяют совместный доступ к ресурсам, принтерам и т. д.. Локальные сети бывают одноранговыми (все компьютеры равноправны) и с выделенным сервером (один или несколько компьютеров, называемых серверами, управляют ресурсами, к которым обращаются клиенты).
• Глобальные сети (ГКС) – объединяют компьютеры, расположенные на сколь угодно большом расстоянии (например, в разных странах и на разных континентах). Примеры включают региональные, корпоративные сети и Интернет.

Сетевое оборудование и каналы связи

Для подключения к локальной сети каждый компьютер должен иметь сетевой адаптер (сетевую плату). Соединение компьютеров осуществляется с помощью кабелей (витая пара, оптоволокно) или по беспроводным каналам (типа Wi-Fi).

• Витая пара – два изолированных медных провода, скрученных друг относительно друга. Скорость передачи — от \( 10\ M\text{бит/с} \) до \( 1\ \Gamma\text{бит/с} \).
• Оптоволоконный кабель – передает свет по стеклянному волокну. Характеризуется высокой скоростью передачи, большой протяженностью и невосприимчивостью к электромагнитным помехам. Скорость — от \( 100\ M\text{бит/с} \) до \( 100\ \Gamma\text{бит/с} \).
• Беспроводное соединение Wi-Fi – обеспечивает скорость передачи данных до \( 600\ M\text{бит/с} \).

Интернет, IP-адресация и Протоколы

Интернет (от англ. inter – между и net – сеть) – это всемирная компьютерная сеть, объединяющая множество локальных и корпоративных сетей. Ключевыми элементами глобальной сети являются узлы (мощные компьютеры, постоянно подключенные к сети) и каналы связи. Пользователи подключаются к сети как абоненты. Для работы в Интернете необходимо пользоваться услугами интернет-провайдера. Надежность Интернета обеспечивается избыточным количеством каналов передачи информации. Первая компьютерная сеть, соединившая компьютеры на большом расстоянии, была запущена в 1969 году и называлась ARPANet.

Каждый компьютер, подключенный к Интернету, имеет уникальный 32-битный идентификатор, называемый IP-адресом. IP-адрес записывается в виде четырех десятичных чисел (от 0 до 255), разделенных точками (например, \( 204.152.190.71 \)). Для удобства перехода от 32-битной двоичной записи к десятичной каждое из четырех чисел соответствует 8-разрядному двоичному числу. В Интернете также используется доменная система имён (DNS), которая позволяет компьютерам получать уникальные символьные адреса (доменные имена). Доменное имя имеет иерархическую структуру, состоящую из непосредственного имени домена и далее имен всех доменов, в которые он входит, разделенных точками (например, shop.prosv.ru).

Для передачи данных используются протоколы – особые соглашения или правила, реализованные в программном обеспечении. Информация передается пакетами. Маршрутизация пакетов (определение адреса следующего сервера) осуществляется с помощью протокола IP (Internet Protocol). Установление надежной передачи сетевых пакетов между двумя компьютерами обеспечивается протоколом TCP (Transmission Control Protocol). Протоколы TCP/IP используются вместе и практически неразделимы.