Урок 4. Комп'ютерні мережі. Апаратне й програмне забезпечення мереж. Мережеві протоколи.

Цілі:
  • навчальна: познайомити учнів з класифікацією комп'ютерних мереж, апаратним та програмним забезпеченням мережі, способами передавання даних в мережі та їх протоколами;
  • розвивальна:  розвивати логічне мислення; формувати вміння діяти за інструкцією, планувати свою діяльність, аналізувати i робити висновки;
  • виховна:  виховувати інформаційну культуру учнів, уважність, акуратність, дисциплінованість.
Тип уроку: засвоєння нових знань;
Хід уроку
І. Організаційний етап
  • привітання
  • перевірка присутніх
  • перевірка готовності учнів до уроку
ІІ. Актуалізація опорних знань
В процесі розвитку комп’ютерної техніки все більшого значення набувала проблема перенесення інформації з одного ПК на інший.
Вчитель: Назвіть методи (засоби) за допомогою яких можна перенести інформацію. (Диски, флешка, компютерна мережа, мережа Інтернет)
  1. Заповнення таблиці.
Назва
Переваги
Недоліки
Диски
 
 
Флешка
 
 
Дискета
 
 
Комп’ютерна мережа
 
 
Мережа Інтернет
 
 
  1. Дайте відповіді на запитання
  • що таке комп’ютерна мережа;
  • які типи комп'ютерних мереж ви знаєте;
  • якими комп’ютерними мере­жами ви користуєтесь;
  • чим відрізняються сервер і клієнтський комп’ютер;
  • для чого потрібен обліковий запис користувача.
ІІІ. Оголошення теми та мети уроку . Мотивація навчальної діяльності
Для чого вам потрібні знання про комп'ютерні мережі? Ці знання допоможуть Вам при організації власної мережі, підключення до Інтернету, або допомоги іншим. 
IV. Вивчення нового матеріалу
Які є комп’ютерні мережі?
          Ви вже знаєте, що мережа — це сукупність об’єктів, що мають певні спільні ознаки й певним чином пов’язані між собою. Цей зв’язок може бути безпосереднім чи опосередкованим. Об’єкти об’єднуються в мережі для економії ресурсів. Комп’ютери також можуть утворювати мережу.
          Комп’ютерна мережа — це сукупність комп’ютерів, що об’єднані каналами зв’язку та забезпечені комунікаційним обладнанням і програмним забезпеченням для спільного використання даних та обладнання.
          Комп’ютери в мережі можуть з’єднуватися між собою по-різному, залеж­но від типу комп’ютерів, відстані, на якій вони перебувають, та функцій, які на них покладаються. Тому розрізняють такі види мереж:
Як створюють мережу?
          Комп’ютерні мережі складаються з вузлів, якими можуть бути комп’ютер, принтер або інший пристрій, зв’язаний з мережею. Комп’ютери поділяють на два типи: робочі станції, на яких працюють ко­ристувачі, і сервери, що обслуговують ці станції.
          Основними компонентами апаратної складової комп’ютерної мережі є робочі станції, сервери, мережеві плати, обладнання для забезпечення передавання даних різними каналами зв’язку:
Сервери використовуються для об’єднання та розподілу ресурсів комп’ютерної мережі між клієнтами (робочими станціями).
          Сервер - від англ.( to serve)  обслуговувати.
          Комп’ютери, які одночасно можуть виконувати функції сервера та ро­бочої станції під час роботи в мережі, утворюють однорангову комп’ютерну мережу, тобто таку, де всім вузлам мережі надано однаковий пріоритет, при цьому ресурси кожного вузла доступні іншим вузлам мережі.
          У комп’ютерних мережах сервер може бути виділений (якщо він вико­нує тільки функції сервера). Мережа типу «клієнт-сервер» — це мережа, у якій одні комп’ютери виконують функцію серверів, а інші — клієнтів.
          Для роботи комп’ютерної мережі також необхідна мережева плата (мережевий адаптер), до якої під’єднують мережевий кабель.
          Мережева плата — це плата розширення, яка вставляється в роз’єм материнської плати комп’ютера. Усе частіше мережеві плати інтегрують­ся в материнську плату.
Функції мережевої плати:
  • підготовка даних, що надходять від комп’ютера, до передачі за допо­могою мережевого кабелю;
  • передача даних до іншого комп’ютера;
  • управління потоком даних між комп’ютером і середовищем передачі;
  • прийом даних з кабелю й переведення у форму, зрозумілу для центрального процесора комп’ютера.
Дані в мережах передаються каналами зв’язку.
Канал зв’язку — це обладнання, за допомогою якого здійснюється з’єднання комп’ютерів у мережу.
          З’єднання може бути утворено з використанням кабелів для переда­вання сигналів або за допомогою безкабельних засобів. Від виду каналів зв’язку залежить швидкість обміну даними в мережі.
          Комп’ютери всередині локальної мережі з’єднуються за допомогою категорій:
  • вита пара;
  • коаксіальний кабель;
  • оптоволоконний кабель.
          Для побудови локальних мереж зараз найбільш широко використову­ється вита пара. Усередині такий кабель складається з двох або чотирьох пар мідного дроту, перекручених між собою. Вита пара підключається до комп’ютера за допомогою роз’єму, який дуже нагадує телефонний роз’єм. Вита пара здатна забезпечувати роботу мережі на швидкостях 4, 10, 16, 100 Мбіт/с.
          Найпростіший коаксіальний кабель складається з мідної жили, ізо­ляції, що її оточує, екрана у вигляді металевого обплетення та зовнішньої оболонки. По центральному проводу кабелю передаються сигнали, у які попередньо були перетворені дані. Такий провід може бути як цільним, так і багатожильним.
          В основі оптоволоконного кабелю містяться оптичні волокна, дані по яких передаються у вигляді імпульсів світла. Електричні сигнали по оптоволоконному кабелю не передаються, тому сигнал не можна пе­рехопити, що практично виключає несанкціонований доступ до даних. Оптоволоконний кабель використовують для транспортування великих обсягів даних на максимально доступних швидкостях. Зараз широко використовується швидкість 100 Мбіт/с, набуває все більшого поши­рення швидкість 1 Гбіт/с та вище. Головним недоліком такого кабелю є його крихкість: його легко пошкодити, а монтувати й з’єднувати можна тільки за допомогою спеціального обладнання.
У який спосіб дані передаються від одного комп’ютера до іншого?
До програмного забезпечення комп’ютерних мереж належать насам­перед мережеві операційні системи.
Мережева ОС — це ОС із вбудованими мережевими засобами (протоко­лами, рівнями). Мережева ОС має бути багатокористувацькою — тобто з поділом ресурсів комп’ютера відповідно до облікового запису користувача.
Кожний комп’ютер у мережі значною мірою автономний, тому під ме­режевою операційною системою в широкому сенсі розуміють сукупність операційних систем окремих комп’ютерів, що взаємодіють з метою обміну повідомленнями й поділу ресурсів за єдиними правилами — протоколами. Мережевий протокол у комп’ютерних мережах — заснований на стандар­тах набір правил, що визначає принципи взаємодії комп’ютерів у мережі. Протокол також задає загальні правила взаємодії різноманітних програм, мережевих вузлів чи систем і створює таким чином єдиний простір передачі.
Вибір протоколів залежить від типу мережі. Процес передавання да­них від одного комп’ютера до іншого складається з декількох етапів (рів­нів). Цей процес включає такі операції: отримання даних від програми користувача, їх стиснення, шифрування, формування пакетів, на які роз­бивається повідомлення, встановлення сеансу зв’язку між комп’ютером, що передає дані, та тим, що їх приймає, транспортування даних канала­ми зв’язку, вибір найбільш ефективного маршруту передавання даних і на останньому етапі — формування вихідного документа з пакетів даних. На кожному з етапів використовуються окремі протоколи, їхня сукупність становить набір протоколів.
Протоколи передавання даних — це спеціальні програми, що визначають правила, за якими кодуються й передаються дані в мережі, і забезпечують взаємодію мережі та користувача.
Протоколи також допомагають не припускатися помилок під час передавання та отримання даних.
У мережі Інтернет використовують такі протоколи доступу до мереже­вих служб для передавання даних:
  • HTTP (від англ. Hyper Text Transfer Protocol) — протокол передачі гіпертексту;
  • FTP (від англ. File Transfer Protocol) — протокол передачі файлів зі спеціального файлового сервера на комп’ютер користувача;
  • POP (від англ. Post Office Protocol) — стандартний протокол пошто­вого з’єднання. Сервери POP обробляють вхідну електронну пошту, а протокол POP призначений для обробки запитів на отримання пошти від клієнтських поштових програм;
  • SMTP (від англ. Simple Mail Transfer Protocol) — протокол, який задає набір правил для передачі електронної пошти;
  • TELNET (від англ. Terminal Network) — протокол віддаленого доступу.
V.  Інструктаж з ТБ
VI. Засвоєння нових знань, формування вмінь
Виконайте завдання:
  1. Визначте вид мереж за правом доступу до ресурсів і за охопленою територією:
а)  мережа комп’ютерного класу навчального закладу;
б)  мережа, що об’єднує домашній комп’ютер, ноутбук і планшетний комп’ютер;
в)  мережа україномовних освітніх ресурсів.
  1. Поясніть призначення мережевих пристроїв:
а)  мережевий адаптер;
б)  комутатор;
в)  маршрутизатор.
  1. Назвіть, які, на ваш погляд, переваги та недоліки мають:
а) кабельні комп’ютерні мережі;       б) бездротові мережі.
VІІ. Підсумки уроку
Рефлексія
  • Що ми навчились на уроці
  • Що виявилось занадто важким
VІІI. Домашнє завдання
Підручник п. 3.1- 3.3  ст. 20-23,  Описати схему локальної мережі кабінету інформатики вашої школи.
IХ.  Оцінювання роботи учнів