Эволюция вычислительных систем
Российская открытая академия транспорта
Инфокоммуникационные системы и сети
Конспект лекций
Москва 2013
Глава 1. ВВЕДЕНИЕ В СЕТЕВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Эволюция вычислительных систем
Концепция вычислительных сетей является логическим результатом эволюции компьютерной технологии. Первые компьютеры 50-х годов – большие, громоздкие и дорогие – предназначались для очень небольшого числа пользователей. Они не были предназначены для интерактивной работы, а использовались в режиме пакетной обработки.
Системы пакетной обработки, как правило, строились на базе мэйнфрейма – мощного и надежного компьютера универсального назначения. Пользователи подготавливали перфокарты, содержащие данные и команды программ, и передавали их в вычислительный центр. Операторы вводили эти карты в компьютер, а распечатанные результаты пользователи получали на следующий день (рис.1.1).
Рисунок 1.1. Централизованная система на базе мэйнфрейма
Конечно, для пользователей интерактивный режим работы, при котором можно с терминала руководить процессом обработки своих данных, был бы гораздо удобней. Однако интересами пользователей на первых этапах развития вычислительных систем в значительной степени пренебрегали, т.к. во главу угла ставилась эффективность работы процессора, а пакетный режим – это самый эффективный режим использования вычислительной машины. Он позволяет выполнить в единицу времени больше пользовательских задач, чем любые другие режимы.
В начале 60-х годов появились новые способы организации вычислительного процесса, которые позволили учесть интересы пользователей. Начали развиваться многотерминальные системы разделения времени. В таких системах компьютер отдавался в распоряжение сразу нескольким пользователям. Каждый пользователь получал в распоряжение терминал, с помощью которого он мог вести диалог с компьютером (рис.1.2.).
 |
Причем время реакции вычислительной системы было достаточно мало для того, чтобы пользователю не слишком была заметна параллельная работа с компьютером других пользователей.
Рисунок 1.2. Многотерминальная система разделения времени
Терминалы, выйдя за пределы вычислительного центра, рассредоточились по всему предприятию. Пользователь работу за терминалом такой системы воспринимал примерно так же, как сейчас он воспринимает работу за подключенным к сети персональным компьютером. Пользователь мог получать доступ к общим файлам и периферийным устройствам, при этом у него поддерживалась полная иллюзия единоличного владения компьютером, так как он мог запустить нужную ему программу в любой момент и почти сразу же получить результат.
Таким образом, многотерминальные системы, работающие в режиме разделения времени, стали первым шагом на пути создания локальных вычислительных сетей.
|
Таким образом, первыми появились глобальные вычислительные сети.
В начале 70-х годов произошел технологический прорыв в области производства компьютерных компонентов: появились большие интегральные схемы. Их сравнительно невысокая стоимость и высокие функциональные возможности привели к созданию мини-компьютеров, которые стали реальными конкурентами мэйнфреймов, т.к. десяток мини-компьютеров выполнял некоторые задачи быстрее одного мэйнфрейма, а стоимость такой мини - компьютерной системы была меньше. Мини-компьютеры выполняли задачи управления технологическим оборудованием, складом и другие задачи уровня подразделения предприятия. Таким образом, появилась концепция распределения компьютерных ресурсов по всему предприятию. Однако при этом все компьютеры одной организации продолжали работать автономно (рис.1.3.).
Рисунок 1.3. Автономное использование нескольких компьютеров
Шло время, потребности пользователей вычислительной техники росли. Им стало недостаточно собственных компьютеров, им уже хотелось получить возможность обмена данными с другими близко расположенными компьютерами. В ответ на это предприятия и организации стали соединять свои мини-компьютеры вместе и разрабатывать программное обеспечение необходимое для их взаимодействия.
В результате появились первые локальные вычислительные сети (рис.1.4.).
Рисунок 1.4. Первые локальные сети
Они отличались от современных локальных сетей, в первую очередь, устройствами сопряжения. На первых порах для соединения компьютеров друг с другом использовались самые разнообразные нестандартные устройства со своим способом представления данных на линиях связи, со своими типами кабелей и т.д. Эти устройства могли соединять только те типы компьютеров, для которых были разработаны, например, мини-компьютеры PDP-11 с мэйнфреймом IBM 360.
В середине 80-х годов положение дел в локальных сетях стало кардинально меняться. Утвердились стандартные технологии объединения компьютеров в сеть – Ethernet; Arcnet; Token Ring. Мощным стимулом для их развития послужили первые персональные компьютеры, которые явились идеальными элементами для построения сетей. С одной стороны они были достаточно мощными для работы сетевого программного обеспечения, а с другой – они нуждались в объединении своей вычислительной мощности для решения сложных задач, а также разделения дорогих периферийных устройств и дисковых массивов. Поэтому персональные компьютеры стали преобладать в локальных сетях, причем не только в качестве клиентских компьютеров, но и в качестве центров хранения и обработки данных, то есть сетевых серверов, потеснив с этой роли мини-компьютеры и мэйнфреймы.
Стандартные сетевые технологии превратили процесс построения локальной сети из искусства в рутинную работу. Для создания сети достаточно было приобрести сетевые адаптеры соответствующего стандарта, например Ethernet, стандартный кабель, присоединить адаптеры к кабелю стандартными разъемами и установить на компьютер сетевую операционную систему, например NetWare. После этого сеть начинала работать, а присоединение нового компьютера не вызывало никаких проблем.