a-9
Popis základnej dosky
je doska obsahujúca elektronické súčiastky tvoriace základné prvky osobného počítača alebo iného elektronického zariadenia založeného na procesoroch. Matičná doska je zjednocujúcim prvkom v počítači, všetky ostatné moduly, súčasti, diely a periférie sa priamo, alebo nepriamo vkladajú, alebo pripájajú k matičnej doske.
Konštrukcia
Základná doska je najdôležitejšia súčiastka moderného počítača. Počítač, ako celok je postavený na modulárnom (stavebnicovom) princípe, kde je možné jednotlivé funkčné moduly meniť. Základným modulom každého počítača je práve matičná doska. Ďalšie moduly (komponenty) sú pripojené priamo na matičnú dosku. Základná doska je mechanicky pripevnená v skrinke počítača a elektricky napájaná zo zdroja. Väčšina rozširujúcich kariet je potom napájaná zo základnej dosky. Hlavnú riadiacu funkciu má centrálny procesor (CPU), ktorý je uložený v pätici (socket, slot, ZIF). Spolupracuje s pomocnými obvodmi integrovaný obvod (zvyčajne dvojica), tzv. čipová súprava (chipset), ktorá zabezpečuje väčšinu funkcií matičnej dosky. Moduly osadené do základnej dosky (ako napr. druh procesora alebo typ pamäte) sú určené tým, akú čipovú súpravu a aký druh konektorov matičná doska obsahuje.
Základná doska obsahuje tzv. zbernicu - sadu konektorov umožňujúce pripojiť rozširujúce karty, soket - konektor pre pripojenie procesora, pamäťové sloty - pre pripojenie pamäťových modulov, IDE alebo SATA konektory pre pripojenie mechaník (optické, alebo pevné disky) a sadu konektorov pre pripojenie ovládačov, kontroliek a výstupov počítačovej skrinky. Dôležitou súčasťou základnej dosky je BIOS - čip obsahujúci riadiaci program matičnej dosky, s možnosťou uloženia voliteľných parametrov a nastavení. Doska zároveň obsahuje hodinový obvod s reálnym časom. Nastavenia BIOSU sú zálohované batériou, ktorá zároveň zabezpečuje chod hodín aj pri odpojenom napájaní.
Funkcie chipsetu
Čipset obvykle združuje viaceré podporné funkcie, väčšinou ide o prevod „natívnej“ ("prirodzenej") zbernice procesora na štandardné (či tradičné) zbernice. Z pohľadu procesora zabezpečuje:
⦁ rozhranie voči samotnému procesoru - socket
⦁ rozhranie voči pamätiam (RAM, cache, pamäte a cache v rozširujúcich moduloch)
⦁ rozhranie voči rozširujúcej zbernici - dnes je to hlavne zbernica ⦁ PCI,⦁ PCI Express, kedysi to bola zbernica ⦁ ISA
⦁ rozhranie voči ⦁ grafickej karte - zbernica ⦁ AGP, PCI Express, (niekedy chýba a grafická karta sa pripája cez štandardnú PCI zbernicu, grafická karta integrovaná v čipsete alebo grafický čip je na matičnej doske)
⦁ rozhranie voči ukladacím pamäťovým médiám (optická mechanika, pevný disk ...) IDE, SATA
⦁ rozhranie vonkajších zberníc ⦁ USB, FireWire, SATA ...
⦁ rozhranie zvláštnych vnútorných zberníc - rise AMR, CNR ...
⦁ štandardné porty - sériový (COM, PS/2), paralelný (LPT), hrací (GAME, MIDI), klávesnicový (DIN, PS/2)
⦁ podporu zvuku, sieťovej konektivity a iné.
Základne funkcie
Základnou funkciou základnej dosky je poskytnúť základné prepojenie vnútorných a vonkajších zariadení počítača, či už po mechanickej alebo elektronickej stránke. Všetky vonkajšie a vnútorné zariadenia sú nejakým spôsobom prepojené s matičnou doskou. Ak procesor počítača predstavuje „mozog“, zbernica predstavuje „miechu“ tak matičná doska predstavuje jeho „telo“. Niektoré rozširujúce moduly počítača sú umiestnené na matičnej doske priamo, niektoré sú prepojené káblom, niektoré môžu komunikovať aj bezdrôtovo.
Štandardizácia umožnila rozvoj počítačovej techniky. Všetky neštandardné karty, konektory a zariadenia, ktoré sa neprispôsobili postupne zanikli. Vznikol tzv. PC štandard a predajné sú len komponenty so štandardom kompatibilné. Zbernica predstavuje rozhranie pre rozširujúce karty, karty musia byť vybavené štandardizovaným konektorom (napr. PCI, AGP, PCIE, USB ...) ktorý musí elektricky, mechanicky a komunikačne "sedieť" s konektorom, do ktorého sa rozširujúce zariadenie zapája. Vonkajší konektor so svojimi mechanicko - elektronicko - komunikačnými vlastnosťami preto označujeme ako port (voľne preložené prístav, brána). Viacerým zariadeniam je umožnené pripojenie rôznym spôsobom - pomocou rôznych portov, pričom funkcia zariadenia ostáva rovnaká (myš je možné pripojiť cez COM konektor, PS/2 konektor alebo cez USB konektor ...).
Navonok (externe) základná doska poskytuje (nie je podmienkou, rôzne dosky obsahujú rozličné kombinácie portov):
⦁ pripojenie klávesnice (DIN, PS/2, USB ...)
⦁ pripojenie myši (COM, PS/2, USB ...)
⦁ sériový komunikačný konektor (COM)
⦁ paralelný port (LPT, Centronics, Bitronics ...)
gameport (GAME, MIDI ...)
⦁ USB - univerzálne sériové rozhranie (USB 1.0, USB 2.0, USB 3.0)
⦁ FireWire (1394, iLink ...)
⦁ SATA
⦁ zvukové konektory (JACK, optical, COAX ...)
⦁ sieťové pripojenie obvykle Ethernet 10, 100, 1G - (TP, BNC ...)
⦁ VGA (ak je na MB integrovaná grafika) D-SUB, DVI, HDMI, VIDEO, SVIDEO
⦁ iné
Trendom je potlačenie všetkých portov a ich nahradenie jediným univerzálnym - USB portom.
Interne matičná doska poskytuje (nie je podmienkou, rôzne dosky obsahujú rozličné kombinácie konektorov):
zbernice:
⦁ ISA - dnes už nepoužívané
⦁ EISA - dnes už nepoužívané
⦁ VESA - dnes už nepoužívané
⦁ PCI - bežne používaná
⦁ AGP - špecializované pre grafiku, rýchlejšia ako PCI, no dnes sa už nepoužíva
⦁ PCI Express - nástupca PCI a AGP. Vyššie prenosové rýchlosti a kapacita.
⦁ rise zbernice - dnes už nepoužívané AMR, CNR ...
⦁ iné
konektory pre pripojenie interných zariadení:
⦁ napájacie konektory ATX, AT
⦁ napájacie konektory pre CPU
⦁ IDE
⦁ SATA
⦁ FLOPPY
⦁ konektory pre pripojenie ventilátorov
⦁ konektory zvukovej karty (CD audio, MUX, prepojenie so skrinkou)
⦁ rozširujúce konektory USB a FireWire
⦁ konektory pre pripojenie skrinky (reset, power, LED, speaker ...)
⦁ iné
Mechanické detaily
Matičná doska má štandardizované rozmery a umiestnenie upevňovacích otvorov. Je aj definované umiestnenie jednotlivých kľúčových komponentov, napájacie konektory, konektory na prepojenie so skrinkou... Spolu tieto vlastnosti označujeme ako "form factor". Existuje niekoľko základných typov rozmerov dosiek. Dnes sa vo všeobecnosti najčastejšie používa tzv. ATX form factor a jeho klony vytvorený firmou Intel v r. 1995. Staršou formou bol tzv. AT resp Baby AT form factor a jeho predchodca PC AT/XT form factor.
ATX - klony: microATX - zmenšená verzia ATX. Obsahuje menej rozširujúcich slotov, ale obvykle má viac integrovaných komponentov, ETX - používaný v embedded počítačoch, FlexATX, LPX, NLX - nízkoprofilová základná doska, BTX, ITX, mini ITX ...
Výrobcovia
Medzi známych výrobcov základných dosiek patria spoločnosti: ABIT, ASUS, ECS, MSI, QDI, GIGABYTE, Intel a iné.
Druhy OS
Unix
Unix, alebo UNIX je operačný systém počítača pôvodne vyvíjaný v 60tych a 70tych rokoch skupinou zamestnancov firiem AT&T a Bell Labs, vrátane Kena Thompsona, Dennisa Ritchieho a Douglasa McIlroya. Unix bol postavený tak, aby bol prenositeľný, viacúlohový a viacpoužívateľský.
Súčasným vlastníkom obchodnej známky UNIX je spoločnosť The Open Group, zatiaľ čo firmy Novell a The SCO Group si nárokujú vlastnícke práva k zdrojovému kódu UNIX-u. Systémy plne kompatibilné a certifikované podľa Single UNIX Specification môžu používať značku UNIX, kým ostatné sa označujú, ako Unix-like (Unixoidné) systémy.
Koncom 70-tych a začiatkom 80-tych rokov sa UNIX rozšíril do akademických kruhov, čo malo vplyv na jeho masívnu adopciu (hlavne jeho BSD variantu pochádzajúceho z Kalifornskej univerzity v Berkeley) začínajúcimi firmami, zvlášť firmou Sun Microsystems.
Základnou filozofiou UNIXu je princíp stavebnice, v ktorej sú zložité úkony vykonávané postupnosťou zostavenou z jednoduchých príkazov pomocou užívateľského rozhrania. Užívateľským rozhraním je zvyčajne rovnako jednoduchý príkazový interpreter nazývaný shell. V súčasných verziách unixoidných operačných systémov sa však čoraz častejšie používajú grafické nadstavby ukrývajúce riadkové (terminálové) rozhranie shellu, robiac tak Unix prístupnejším širšiemu okruhu užívateľov.
Linux
Linux je počítačový operačný systém a jeho jadro. Patrí medzi najznámejšie a najúspešnejšie príklady slobodného softvéru a vývojového modelu open source.
Termín Linux sa vzťahuje na jadro Linuxu, ale v bežnej reči sa používa na opis celej rodiny operačných systémov UNIXového typu, ktoré sú založené na linuxovom jadre, zatiaľ čo knižnice a nástroje pochádzajú zvyčajne z projektu GNU (takéto zoskupenie sa označuje ako GNU/Linux). Linuxové distribúcie často zoskupujú základný systém s veľkým množstvom programov spravovaných systémom „balíčkov“.
Hoci bol spočiatku používaný a vyvíjaný nadšenými jednotlivcami, v súčasnosti jeho vývoj prebieha pod záštitou Linux Foundation v úzkej spolupráci s viac ako 1200 spoločnosťami, medzi nimi sú napr. Fujitsu, HP, Samsung, IBM, Intel, Oracle, CISCO, NEC, Red Hat či Google.
Solaris
Solaris je unixový operačný systém vyvíjaný spoločnosťou Sun Microsystems. Je to proprietárny systém, avšak mnoho jeho súčastí je open source.
BSD
Berkeley Software Distribution je označenie rodiny operačných systémov vychádzajúcich z modifikácií systému Unix na univerzite v Berkeley.
Pôvodne bolo pre použitie BSD potrebné vlastniť aj licenciu pre Unix od AT&T. V súčasnosti je väčšina BSD systémov voľne dostupný slobodný softvér.
Počas vyše tridsaťročnej histórie bol BSD kód použitý v mnohých veľmi rozšírených projektoch, vrátane implementácie sieťových soketov v systéme Windows, či veľkej časti jadra XNU a unixových programov v Mac OS X.
GNU
GNU je slobodný operačný systém v neustálom vývoji. GNU je rekurzívna skratka pre „GNU Nie je Unix“ (angl. „GNU's Not Unix“). Projekt GNU založil Richard Stallman v roku 1983.
Prívlastok „slobodný“ znamená, že užívatelia ho môžu kopírovať, meniť a distribuovať bez akýchkoľvek obmedzení. Pozri: Slobodný softvér, GNU General Public License.
GNU je unixový operačný systém. Takýto systém sa skladá z jadra OS a obslužných programov. Najznámejšie jadro, ktoré používa nástroje projektu GNU, je Linux, a systém na ňom založený sa nazýva GNU/Linux, alebo len Linux.
DOS
je skratka (akronym) pre diskový operačný systém.
Microsoft Windows
je názov pre sériu niekoľkých rodín operačných systémov od spoločnosti Microsoft. Microsoft prvýkrát uviedol pod názvom Windows operačné prostredie v novembri 1985 ako nadstavbu pre operačný systém MS-DOS v snahe odpovedať na narastajúcu popularitu grafických používateľských rozhraní. Microsoft Windows časom získal dominantné postavenie na celosvetovom trhu osobných počítačov. V súčasnosti je jeho podiel okolo 80 % s klesajúcou tendenciou, kvôli stúpajúcej popularite alternatívnych operačných systémov, ako napr. Linux či Mac OS X. Aktuálna klientská verzia operačného systému Windows je Windows 10; aktuálna verzia pre servery je Windows Server 2012.
OS Microsoft Windows:
⦁ 16-bitové operačné prostredia. Napriek tomu, že sa často pod nimi myslia len ⦁ grafické používateľské rozhrania alebo ⦁ desktopy, a to väčšinou preto, lebo pre služby systému súborov používajú MS-DOS, ⦁ 16-bitové systémy Windows už majú svoj vlastný vykonávateľný formát súborov a poskytujú vlastné ovládače zariadení (grafika, tlačiareň, myš, klávesnica a zvuk). Čo je však podstatnejšie, už od samotného počiatku dovoľovali používateľovi (nepreemptívne) spúšťať viacero aplikácií naraz, niečo, čo jeho konkurenti ako ⦁ GEM neponúkali. Naostatok implementujú komplexnú softvérovú virtuálnu pamäťovú schému založenú na segmentoch, ktorá dovoľuje aplikáciam používať viac ako 640 KB pamäte a prípadne používať i viac pamäte, aká je fyzicky prístupná: segmenty s kódom a zdroje sú načítavané do pamäte a následne uvoľňované hneď ako sa prestanú používať alebo začne byť nedostatok pamäte. Príklady týchto systémov sú ⦁ Windows 1.0 (1985) a ⦁ Windows 2.0 (1987) a ich blízky príbuzný Windows/286
⦁ Hybridné 16/⦁ 32-bitové operačné prostredia. Windows/386 prišiel s 32-bitovým ⦁ jadrom bežiacim v chránenom režime a monitorom ⦁ virtuálneho stroja. Počas behu systému Windows poskytoval virtualizáciu zariadení pre diskový ⦁ radič, zobrazovaciu (grafickú) kartu, klávesnicu, myš, časovač a radič ⦁ prerušení. Toto prinieslo z pohľadu používateľa možnosť preemptívneho behu viacerých prostredí MS-DOS v separátnych oknách (grafické aplikácie pre systém MS-DOS vyžadovali prepnutie do režimu plnej obrazovky). Natívne aplikácie pre Windows však boli stále plánované kooperatívne v rámci jedného takého prostredia v reálnom móde. ⦁ Windows 3.0 (1990) a ⦁ Windows 3.1 (1992) zdokonalili návrh, hlavne vďaka ⦁ virtuálnej pamäti a ovládačom virtuálnych zariadení (⦁ VxD), ktoré im dovolili zdieľať ľubovoľné zariadenia medzi DOS oknami. Čo je však dôležitejšie, aplikácie pre Windows mohli teraz bežať v 16-bitovom chránenom režime (keď Windows bežal v štandardnom alebo rozšírenom móde 386), ktorý im dával prístup k niekoľkým megabajtom pamäti a odstránil nutnosť použitia softvérovej schémy virtuálnej pamäti. Stále však bežali v tom istom adresovom priestore, kde segmentovaná pamäť poskytovala istý stupeň ochrany, a boli plánované kooperatívne (nepreemptívne). Spoločnosť Microsoft pre Windows 3.0 takisto prepísala kritické operácie z ⦁ jazyka C do ⦁ jazyka symbolických inštrukcií (asemblera), čo túto verziu v porovnaní s jeho predchodcami zrýchlilo a zmenšilo jej pamäťové nároky.
⦁ Hybridné 16/32-bitové operačné systémy. S príchodom 32-bitového súborového systému vo Windows 3.11 sa systém Windows mohol konečne zbaviť závislosti na systéme DOS pre správu súborov. Toto bola príležitosť pre uvedenie dlhých názvov súborov vo ⦁ Windows 95, redukujúc tak úlohu systému DOS na zavádzač (boot loader). MS-DOS sa teraz balil ako súčasť systému Windows, čo čiastočne umožnilo, aby jeho aplikácie pracovali s dlhými názvami súborov. Najdôležitejšou novinkou však bola možnosť preemptívne spúšťať 32-bitové viacvláknové grafické aplikácie. Boli uvoľnené tri finálne vydania systému Windows 95 (prvé v roku 1995, potom následné vydania s opravami chýb v roku 1996 a 1997, ktoré boli však uvoľnené len ako OEM a pridali niektoré vlastnosti navyše, ako napr. podporu ⦁ FAT32). Ďalšia verzia tohto operačného systému spločnosti Microsoft bol ⦁ Windows 98, ktorý mal dve vydania (prvé v roku 1998 a druhé v roku 1999). Táto verzia bola vývojovým vylepšením verzie Windows 95 podobne ako Windows 3.1 bol vylepšením Windows 3.0. V roku 2000 spoločnosť Microsoft uvoľnila ⦁ Windows ME, ktoré používalo tie isté základné časti ako Windows 98 SE, ale s vizuálnym vzhľadom verzie Windows 2000. V porovnaní s predchádzajúcimi verziami len veľmi málo ľudí prešlo na túto verziu. V tomto čase už totiž väčšina pokročilých používateľov prešla na rodinu Windows NT.
⦁ 32-bitové operačné systémy pôvodne navrhované a cielené ako výkonné a robustné biznis operačné systémy so žiadnym dedičstvom z čias systému DOS. Prvá verzia bol systém ⦁ Windows NT 3.1 (1993, očíslovaný 3.1 v súlade s verziou Windows 3.1), ktorá bola nasledovaná NT 3.51 a NT 4.0 (ktoré prinieslo grafické rozhranie z Windows 95). Spoločnosť Microsoft sa potom rozhodla skombinovať svoje spotrebiteľské a biznis operačné systémy. Prvý pokus bol ⦁ Windows 2000, avšak tento zámer sa nenaplnil a Windows 2000 bol uvoľnený znova ako biznis systém, pokiaľ systém Windows ME bol uvoľnený, aby zaplnil medzeru v spotrebiteľskom sektore. Tesnejšie spojenie priniesol ⦁ Windows XP, ktorý konečne úplne zavrhol DOS do minulosti. Biznis požiadavky boli následne adresované systémom ⦁ Windows 2003. Nasledujúca verzia ⦁ Windows ⦁ Vista už definitívne zavŕši túto integráciu. Operačný systém ⦁ Windows CE určený pre mobilné a vstavané zariadenia je tiež pravý 32-bitový operačný systém.
64-bitové operačné systémy, najnovšia kategória pre architektúru ⦁ Intel 64-bit a ⦁ AMD64. Do 64-bitovej rodiny systémov Windows patrí:
Windows XP 64
Windows Server 2003
⦁ 64-bitové edície ⦁ Windows Vista, ⦁ Windows Server 2008, ⦁ Windows 7 a ⦁ Windows 8⦁ Windows 8.1 ⦁ Windows 10
ROS
ReactOS alebo skrátene aj ROS je projekt, ktorého cieľom je vytvoriť slobodný/open source operačný systém, ktorý by bol binárne kompatibilný so systémami Windows NT/Windows XP a Windows server 2003 na úrovni aplikácií aj ovládačov. Aj keď sa projekt momentálne nachádza v alfa verzii vývoja, niekoľko programov pre Windows už funguje správne. ReactOS je primárne vytvorený v programovacom jazyku C, niektoré elementy, ako napríklad ReactOS Explorer, sú napísané v C++.
OS OP Apple
⦁ prvé kroky, ⦁ 1984 - ⦁ 1987:
Systém 1, ⦁ Systém 2, ⦁ Systém 3, ⦁ Systém 4
1988 - ⦁ 1999:
Systém 5 (multitasking)
Systém 6 (32bit)
Systém 7 (7.5 s označením ⦁ Mac OS)
Mac OS 8 (HFS+)
Mac OS 9 (APIs, Carbon)
⦁ aktuálny:
Mac OS X (na báze ⦁ NeXTSTEP, ⦁ Unix)
s „Classic“, Mac OS 9.2, pre staršie programy
OS na iných platformách
AmigaOS
Operačný systém počítačov Amiga, založených na procesore Motorola 68k.
Android OS
Android je operačný systém pre mobilné telefóny ako aj pre smartphóny a tablety. Je vytvorený firmou Open Handset Alliance vedenú spoločnosťou Google.
CP/M
Historický diskovo (presnejšie disketovo) orientovaný OS pre počítače postavené na procesore Z80, ktorý bol inšpiráciou pre mnohé iné operačné systémy, najmä DOS. Pre Microcomputers ho vytvoril Gary Kildall v 1976.
PALM OS
Používaný v handheldoch typu Palm. Single-task. Verzie 1 až 3 boli určené pre pôvodne používaný procesor Motorola Dragonball (68034), aktuálna verzia 5 („Garnet“) je určená pre procesor ARM.
Symbian OS
Používaný v mobilných telefónoch značky Nokia a Sony-Ericsson (UIQ verzie využívajúce dotykový display telefónu). V nedávnej dobe najrozšírenejší a konkuroval Microsoft Windows Mobile Edition. Avšak Microsoft s uvedením Windows Phone 7 (neskôr Windows Phone 8) prakticky odsúdil Symbian OS k zániku a spoločnosť Nokia, prevzala Windows Phone ako výhradný operačný systém pre svoje telefóny. Malo to katastrofálny dopad nielen na Nokiu samotnú, ale aj na Symbian OS, ktorý tak stratil veľkého obchodného partnera a aj pod tlakom Androidu ustúpil do zabudnutia. V roku 2013 Microsoft kúpil spoločnosť Nokia.
Počítačové siete
Prepojením počítačov, prípadne s príslušenstvom, tak, že dokážu navzájom komunikovať, bezdrôtovým spôsobom alebo prostredníctvom fyzického prepojenia (kabeláže), vznikne počítačová sieť. Vytvorenie počítačovej siete má svoje výhody, umožňuje predovšetkým:
• zdieľanie prostriedkov (hardvéru), napríklad tlačiarní, diskov
• zdieľanie dát (softvéru) využívajú napríklad databázové a informačné systémy
• komunikáciu medzi užívateľmi posielaním textových správ až po videokonferencie
• monitorovanie a riadenie počítačov, zdieľanie výkonu,..
Počítačové siete delíme:
• podľa rozlohy (vzdialenosti prepojených počítačov) PAN (Personal Area Network - osobná počítačová sieť) - spolupracujúce zariadenia slúžia len jednej osobe (typické prepojenie myši, tlačiarne alebo mobilu a počítača, notebooku, PDA,...) spája zariadenia rádovo v dosahu metrov. Na prepojenie sa obvykle používajú bezdrôtové technológie Bluetooth, IrDA, Wi-Fi. LAN (Local Area Network) - lokálna počítačová sieť, ktorej počítače sú navzájom vzdialené rádovo desiatky až stovky metrov, teda sú umiestnené v jednej prípadne v niekoľkých susedných budovách. Ide o siete firemné, školské, podnikové a pod. Slúžia hlavne pre zdieľanie dát a zariadení v rámci jednej firmy, budovy, lokality... LAN sú obvykle v súkromnej správe, sú tvorené jedným káblovým systémom (alebo iným prenosovým prostriedkom - rádiové vlny a pod.). Prenosové rýchlosti dosahujú rádovo 10 Mbps až 10 Gbps. MAN (Metropolitan Area Network) - mestská počítačová sieť s rozlohou rádovo desiatky km2 . Metropolitné siete umožňujú rozšírenie pôsobnosti LAN ich predĺžením, zvýšením počtu uzlov, zvýšením prenosovej rýchlosti. Rýchlosť v MAN býva vysoká, ale charakterom sa radí k sieťam LAN. Siete môžu byť súkromné, ale i verejné a prenajímané. WAN (Wide Area Network) - globálna, veľkoplošná počítačová sieť v rámci celých kontinentov až sveta. Spája rôzne LAN a MAN siete v pôsobnosti krajín, kontinentov ale i sveta. Prenosové rýchlosti môžu dosahovať rádovo až Gbps. Najznámejšou sieťou typu WAN je internet.
• podľa funkcie (úlohy) počítačov v sieti peer-to-peer (rovný s rovným, označuje sa tiež ako p2p sieť) Všetky počítače v sieti sú rovnocenné. Každá stanica v sieti môže vyčleniť nejaký svoj prostriedok (diskový priestor, tlačiareň, mechaniku...) na zdieľanie. Iná stanica môže tieto prostriedky využívať. Tento typ siete obvykle nemá centrálnu správu, každý uzol sa spravuje sám. Zdieľanie prostriedkov je možné aj cez internet. V niektorých textoch sa sieť typu peer-to-peer označuje aj ako ad hoc. Firma Microsoft ju na svojich www stránkach charakterizuje nasledovne: „Sieť ad hoc je dočasné pripojenie medzi počítačmi a zariadeniami používané na špeciálne účely, napríklad na zdieľanie dokumentov počas schôdze alebo hranie počítačových hier pre viac hráčov. Pripojenie na Internet môžete tiež dočasne zdieľať aj s inými používateľmi v sieti ad hoc, takže títo používatelia nemusia nastaviť svoje vlastné pripojenia na Internet. Siete ad hoc môžu byť iba bezdrôtové, preto musí byť v počítači nainštalovaný bezdrôtový sieťový adaptér, ak chcete vytvoriť sieť ad hoc alebo sa pripojiť k takejto sieti.“
klient/server
V praxi sa častejšie vyskytuje zapojenie, pri ktorom je jeden z počítačov nadradený, riadiaci. Takýto počítač nazývame server. Ostatné počítače sa správajú ako klienti (workstation, pracovná stanica), ktorí 1 Vzhľadom na to, že väčšina opísaných technológií je vo vývoji, čitateľ môže nájsť v literatúre aj ináč usporiadané poznatky, prípadne novšie poznatky a parametre zariadení (preto sme sa snažili neuvádzať napríklad prenosové rýchlosti, ktoré sa menia skoro z mesiaca na mesiac). 2 zdieľanie – sprístupnenie ostatným, spoluvlastníctvo 2 požadujú určité služby od servera. Serverov môže byť viacero typov - podľa typu poskytovaných služieb - súborový server, tlačový server, poštový server, www server, ftp server,... Nemusí platiť vzťah, že jeden server je jeden počítač, resp. na jednom fyzickom počítači môže existovať viacej serverov. Server máva špeciálny sieťový operačný systém (UNIX, Linux, Novell NetWare, Microsoft Windows NT, Microsoft Server 2008,...), často na ňom „bežia“ mnohoužívateľské programy1 . Typickým príkladom servera je počítač, na ktorom sú umiestnené elektronické poštové schránky, do ktorých môže 24 hodín denne prichádzať elektronická pošta (e-mail). Klient si svoju poštu pozrie, keď napr. príde domov a pripojí sa svojim počítačom na server (požiada o službu – prezretie došlej pošty).
• podľa fyzickej topológie (vzájomného usporiadania zariadení v počítačovej sieti) Medzi základné typy topológie siete LAN patrí: zbernica, hviezda a kruh. Zložitejšia topológia sietí môže obsahovať kombináciu základných typov, najčastejšie kombinácia hviezd do stromovej štruktúry, topológiu úplnú a chrbticovú.
zbernicová
Základným prvkom zbernicovej topológie je zbernica - úsek prenosového média (kábel), ktorá tvorí kostru siete. K nej sú jednotlivé stanice siete pripojené pomocou odbočovacích prvkov jedna vedľa druhej. Prenosovým médiom je najčastejšie koaxiálny kábel (s prenosovou rýchlosťou 10 Mbit/s) alebo krútená dvojlinka. V zbernicovej topológii sa nevyskytuje centrálna alebo riadiaca stanica. Dátové správy sa šíria vedením všetkými smermi a všetky stanice k nim majú prístup. Sieť zbernicovej topológie je najjednoduchšia a veľmi ľahko sa inštaluje. Zbernica má jeden začiatok a jeden koniec a musí byť ukončená terminátorom (odpor zamedzujúci „odrazu dátových správ“). Veľkou výhodou tejto topológie je funkčnosť siete v prípade výpadku jednej stanice, ale naopak, pri prerušení kábla (prenosového média) sa stáva sieť nefunkčná. V súčasnosti sa táto topológia využíva len zriedka.
Hviezdicová
V sieti hviezdicovej topológie pôsobí v centre siete centrálny uzol, ktorým môže byť prepínač (switch), v starších sieťach rozbočovač (hub) alebo, najmä pri bezdrôtových sieťach, opakovač (repeater). K centrálnemu uzlu sú pripojené stanice siete samostatnými linkami, najčastejšie pomocou symetrického kábla (krútená dvojlinka). Pri poruche centrálneho uzla je celá sieť vyradená z prevádzky.
kruhová
(prstencová) Stanice siete sú prepojené vedením do tvaru súvislého kruhu. Dáta sa pohybujú v kruhu od odosielateľa (prechádzajú postupne k najbližšiemu susedovi) postupne cez všetky následné uzly až k príjemcovi (adresovanej stanici ) – smer pohybu je daný spôsobom prepojenia siete. Na riadenie smeru prenosu dát sa používa riadiaca značka - Token. Pomocou nej sa dátové správy odovzdávajú postupne jedným smerom medzi stanicami. Stanica siete, ktorá má riadiacu značku, môže vysielať, ostatné stanice môžu iba prijímať. Týmto je odstránená možnosť vzniku kolízii pri súčasnom vysielaní niekoľkými stanicami. Výpadok ľubovoľnej stanice spôsobí nefunkčnosť celej siete.
Stromová
Stromová topológia je prirodzeným rozšírením topológie typu hviezda s kombináciou zbernice. Má aj podobné vlastnosti. Používa sa najčastejšie u širokopásmových sietí a optických vlákien.
Úplná
Každá stanica siete je prepojená zo všetkými ostatnými stanicami. Táto topológia vyžaduje veľký počet káblov. Je veľmi spoľahlivá, ale zle rozšíriteľná. Používa sa málo. V prípade, že nejaké spojenie zlyhá, dáta môžu putovať k cieľu ďalej po iných dostupných linkách (majú viac možností).
Chrbticová
Prepája jednotlivé LAN s ľubovoľnou topológiou.
Zhrnutie: Topológia Výhody Nevýhody ZBERNICA (BUS) Jednoduchá, spoľahlivá; ľahko sa rozširuje; jednoduché pripájanie ďalších staníc do siete Pri prerušení prenosového média kostry siete je sieť nefunkčná HVIEZDA (STAR) Ľahká modifikácia a pridávanie nových staníc siete Ak zlyhá centrálny uzol, zlyhá celá sieť KRUH (RING) Rovnocenný prístup pre všetky stanice siete Sťažená inštalácie siete a obmedzený počet staníc v kruhu. Zlyhanie jednej stanice siete spôsobí nefunkčnosť celej siete STROM (HUB) Jednoduché rozširovanie siete Pri výpadku centrálneho uzla je nefunkčný celý podstrom siete ÚPLNÁ Veľmi spoľahlivá Zle rozširovateľná
• podľa logickej topológie (spôsobu, akým sa posielajú údaje v rámci siete)
unicast („jednosmerové vysielanie“) údaje sú posielané len na jeden počítač; je to najpoužívanejší spôsob na internete.
multicast („viacsmerové vysielanie“) údaja sa odošlú celej skupine len raz z počítača a tie sa podľa potreby v uzle kopírujú; existujú multicastové skupiny, do ktorých sa možno pripojiť a prijímať posielané údaje; výhoda je v tom, že sa údaje pošlú len raz a pre jednotlivé počítače sa vetvia v uzle, až vznikne potreba; nevýhoda je, že server nevie, kto prijíma a či boli údaje doručené.
broadcast („všesmerové vysielanie“) údaje sa posielajú na všetky počítače v dosahu (obvykle sa jedná o lokálnu sieť); neexistuje tu žiadne poradie, ktoré musia jednotlivé stanice dodržiavať, aby mohli pristupovať k sieti („kto prv príde, ten skôr vysiela“). Používajú ho napr. niektoré chatovacie programy, alebo hry pri hľadaní servera (na LAN).
token pasing (odovzdávanie tokenu – „štafetového kolíka, pešiaka“) posielať údaje môže iba tá stanica, ktorá vlastní Token. Ak už stanica nechce posielať žiadne údaje, odovzdáva Token ďalšej stanici.
podľa technológie
Ethernet
v súčasnosti (v rôznych modifikáciách) dominujúci typ, komunikácia na princípe zdieľania prenosového média (ether - „éter“ - vodič) - stanica začne vysielať keď nevysiela žiadna iná; všetky ostatné môžu dáta prijímať, ak sa stane, že dve stanice začnú vysielať naraz (kolízia), zastavia sa a po náhodnom čase pokus opakujú; fyzická topológia zbernicová (10Base5, 10Base2) alebo hviezdicová (10BaseT, 100BaseT,...). Technológia Ethernet môže byť použitá aj pre bezdrôtovú sieť. Rýchlosť Siete Ethernet dosahujú rýchlosť prenosu údajov 100 alebo 1 000 Mbps, čo závisí od typu použitého kábla.
ThickNet (hrubý ethernet) – používa ako médium hrubý koaxiálny kábel; zbernicová topológia; dĺžka zbernice môže byť až 500 m; prenosová rýchlosť je do 100Mbps
FastNet (rýchly ethernet) – používa ako médium krútenú dvojlinku (prípadne optické 4 vlákna); hviezdicová topológia; rýchlosť do 100Mbps
Gigabitová sieť Ethernet je najrýchlejšia a jej prenosová rýchlosť je 1 gigabit za sekundu (alebo 1 000 Mb/s); z krútenej dvojlinky využíva všetky štyri páry vodičov.
Náklady Káble a prepínače pre sieť Ethernet sú lacné a počítače sa dodávajú s už nainštalovanými adaptérmi (sieťovými kartami na zákl.doske). Pridanie prepínača (switch) alebo smerovača (router) do siete predstavuje najväčšie náklady (desiatky eur).
Výhody Ethernet je overená a spoľahlivá technológia. Siete Ethernet sú lacné a rýchle.
Nevýhody Inštalácia kabeláže.
podľa použitého prenosového média
rozlišujeme metalické (elektrický signál), optické (svetelný s.) a bezdrôtové siete (elektromagnetický s.). metalická sieť
prepája svoje komponenty nejakým druhom kábla (drôtu, vodiča)
• koaxiálny kábel opísaný v technológii Ethernet pre LAN sa dnes už používa zriedka; koaxiálny kábel sa však používa aj v káblovej televízii a umožňuje využiť ho aj na pripojenie do siete; je nutné použiť modem, ktorý „odfiltruje sieťový signál“
• krútená dvojlinka štandardne ide o štvorpárový kábel, pričom vodiče páru sú navzájom prepletené, skrútenie pomáha redukovať vzájomné presluchy a šumy z vonkajšieho prostredia, a zároveň bráni vyžarovaniu z páru do prostredia; rozdiel potenciálov v páre kóduje prenášaný signál; pri zapojeniach s prenosovými rýchlosťami do 100Mbps sa využívajú len dva páry, pri zapojeniach do 1Gbps sa využívajú všetky štyri páry; UTP (Unshielded Twisted Pair) – netienená krútená dvojlinka; FTP (Foilded Twisted Pair) – fóliovaná krútená dvojlinka – UTP obtočená hliníkovou fóliou na zníženie vyžarovania STP (Shielded Twisted Pair) – tienená krútená dvojlinka – dokonalejšie tienenie ako FTP, pretože tienené sú už páry (tienenie môže byť realizované aj opletením neizolovaným zväzkom vodičov)
• telefónna sieť Dial-up je klasické vytáčané pripojenie do internetu. Uskutočňuje sa pomocou klasickej telefónnej linky a modemu. Tento prístup do internetu patril medzi najlacnejšie. Je to najstaršie, ale zároveň najpomalšie pripojenie. Dosahovaná rýchlosť sa pohybuje medzi 28kb/s-56kb/s. Ďalším problémom je, že v prípade používania internetu sa nedá používať telefónna linka (nedá sa volať a ani byť volaný). ISDN (Integrated Services Digital Network - Digitálna sieť integrovaných služieb), je vo svojom princípe verejná digitálna telekomunikačná služba, primárne navrhnutá pre komfortnú telefóniu s pridanou možnosťou dátových prenosov. Funguje na princípe digitálneho prenosu údajov po existujúcich metalických vedeniach. Pre pripojenie na internet prostredníctvom linky ISDN je potrebné mať počítač vybavený ISDN kartou alebo ISDN modemom. ISDN modemy slúžia rovnakému účelu ako klasické analógové modemy, t.j. k prenosu dát. Preto im aj ostalo označenie modem, napriek tomu, že s pôvodným významom tohto slova (MOdulátor/DEModulátor) nemajú vôbec nič spoločné a komunikácia medzi ISDN modemami prebieha digitálne na úplne odlišnom princípe ako pri klasických analógových modemoch. ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line - doslova „asymetrické digitálne účastnícke vedenie/linka/prípojka“) je jedna z foriem DSL (digitálneho účastníckeho vedenia). Vyznačuje sa tým, že je „asymetrická“, teda pri prenose dát sa využíva vyššia prenosová rýchlosť smerom k užívateľov (pri zavádzaní dát, tzv. „sťahovaní“, po angl. download, alternatívne downstream) a nižšia od užívateľa (pri odsúvaní dát, po angl. upload, alternatívne upstream). Ide o vysokorýchlostnú („širokopásmovú“) technológiu, takže prenos dát prostredníctvom ADSL v porovnaní s prenosom analógovou prípojkou alebo základným prístupom ISDN je niekoľkonásobne vyšší. Umožňuje trvalý a časovo neobmedzený prenos dát nezávisle spolu s telefónnou hlasovou službou (analógovou alebo základným prístupom ISDN) na bežných medených telefónnych linkách, čiže užívateľ môže napr. 5 telefonovať alebo faxovať a súčasne sťahovať dáta z internetu. ADSL umožňuje rýchlejšie dátové prenosy po medených telefónnych linkách ako je možné dosiahnuť pomocou konvenčných modemov. To sa dosahuje použitím frekvencií, ktoré sa bežne nepoužívajú pri hlasových telefonických hovoroch, obzvlášť frekvencie vyššie ako je schopné zachytiť ľudské ucho. Takýto signál nebude po bežných telefónnych linkách cestovať veľmi ďaleko, preto je ADSL možné využiť iba na krátke vzdialenosti, zvyčajne menšie ako 5 km. Keď signál dosiahne miestnu ústredňu telefonickej spoločnosti, ADSL signál sa odfiltruje a okamžite presmeruje do konvenčnej internetovej siete, kým akýkoľvek signál na hlasovej frekvencii sa prepne do konvenčnej telefonickej siete. To umožňuje, aby bolo jediné telefonické spojenie využívané pre ADSL aj hlasové hovory naraz. HPNA (Home Phoneline Networking Alliance) je technológia určená pre vysokorýchlostný dátový prenos po vnútorných telefónnych rozvodoch budov a slúži k realizácii mnohobodovej lokálnej siete bez nutnosti inštalácie špeciálnych dátových káblov; sieťové adaptéry sa zapájajú do telefónnych rozvodov v budove (umožňujú používať aj telefóny); nevýhodou je nutnosť kúpy adaptérov Home PNA a kompatibilný smerovač; u nás sa HPNA využíva málo.
• elektrická sieť DPL (Digital Power Line – digitálne silové vedenie) je sieťová technológia využívajúca elektrické rozvody. Veľmi zaujímavá je myšlienka pripojenia internetu priamo od elektrárne až do elektrickej zásuvky. Problémom je pretlačenie vysokofrekvenčného signálu cez transformátory na vysokonapäťovom vedení. Preto zatiaľ prichádza do úvahy hlavne také riešenie, keď je internet privedený za poslední transformátor smerom k užívateľom inou cestou, ako po elektrickom vedení. Home Plug („elektrická zástrčka v domácnosti“) používa k prepojeniu počítačov v budove silové elektrické rozvody 230V; do elektrickej zásuvky sa zasunie adaptér HomePlug a k počítaču sa pripojí káblom USB alebo ethernetovým káblom; prenosové rýchlosti dnes sú stovky Mbps;
optická sieť Predchádzajúce káble boli metalické (kovové). Optický kábel obsahuje zväzok optických vlákien. Optické vlákna, zložené z jadra a obalu, umožňujú prenos svetelného signálu úplným odrazom svetelného lúča na rozhraní jadro – obal, pričom sa lúč šíri z jedného konca vlákna na druhý koniec. Ak má jadro dostatočne veľký priemer, umožňuje šírenie svetla vo viacerých módoch (vidoch), a takéto vlákno sa nazýva multimódové (mnohovidové). Tento režim je však nežiadúci pre diaľkové vysokorýchlostné spoje, keďže svetlo sa v jednotlivých módoch šíri rozličnou rýchlosťou a tak dochádza k „rozťahovaniu“ svetelných pulzov pri ich prechode vláknom. Preto sa pre diaľkové spoje používa tzv. monomódové (jednovidové) vlákno s menším priemerom jadra. Mnohovidové vlákno sa používa v lokálnych sieťach, nie je tak „háklivé“ na ohyb; ako zdroj svetla využíva LED diódy (monovidové využíva laserový zdroj). Prenosové rýchlosti môžu dosahovať desiatky Gbps.
bezdrôtová sieť (wireless) poskytuje používateľovi voľnosť pohybu po celom území pokrytom signálom („žiadne káble“). Principiálne sem môžeme zahrnúť bezdrôtové siete LAN (WLAN) a PAN, mobilné siete a satelitné siete.
Wi-Fi / bezdrôtový Ethernet
nie sú v zmysle certifikácie hardvéru celkom totožné, pre naše účely ich môžeme stotožniť. Hoci sa Wi-Fi (Wireless LAN) prenáša vzduchom, má rovnaké vlastnosti ako káblový neprepínaný ethernet. Dokonca sa môžu objaviť aj kolízie podobne ako v neprepínaných ethernetových sieťach. Bezdrôtové siete sú dnes postavené na štandarde IEEE.
Wi-Fi umožňuje osobe so zariadením s bezdrôtovým adaptérom (PC, notebook, PDA) pripojenie k internetu v blízkosti prístupového bodu (access point). Typická Wi-Fi zostava obsahuje jeden alebo viac prístupových bodov (AP) a jedného alebo viacerých klientov. AP vysiela svoj SSID (Service Set 6 Identifier) - sieťové meno. Na základe nastavení (napr. podľa SSID) sa klient môže rozhodnúť, či sa k AP pripojí (ak je sieť zabezpečená, musí poznať heslo/kľúč zabezpečenia/prístupovú frázu).
Bluetooth („Modrozub“ - názov podľa vikingského kráľa) je bezdrôtová komunikačná technológia pracujúca v pásme rádiových vĺn 2,4 GHz (rovnakom ako Wi-Fi). Bluetooth využívajú napr. PC, PDA, klávesnice, myši, tlačiarne, mobilné telefóny, mobilné headsety, navigačné jednotky GPS, videokamery, slúchadlá, reproduktory, autorádia. Slúži na nadviazanie spojenia medzi dvoma, prípadne viacerými zariadeniami, ktoré nemusia na seba „vidieť“. Jednotlivé verzie majú dosah desiatky až stovky metrov.
• IrDA je komunikačný port vytvorený konzorciom IrDA (Infrared Data Association), ktoré opisuje bezdrôtovú komunikáciu pomocou infračerveného svetla (vysielačom sú LED diódy alebo laserové diódy, prijímačom sú fotodiódy). IrDA je súčasťou notebookov, tlačiarní, mobilných telefónov, PDA a pod. V súčasnosti je vytlačená rádiovým prenosom (Bluetooth), ktorý eliminuje nevýhodu infračerveného prenosu – potrebu priamej viditeľnosti. IrDA pracuje do vzdialenosti 1 m a zaraďujeme ju k PAN.
• mobilné telekomunikačné siete a ich technológie sa pravdepodobne vyvíjajú najrýchlejšie (2G, 3G, 4G). Okrem hlasových služieb, SMS, MMS, umožňujú vysokorýchlostný prenos dát, pripojenie na internet a ďalšie multimediálne služby, napríklad videohovory.
• satelitné siete umožňujú zabezpečiť hlasové a dátové služby po celej planéte (spojenie na veľké vzdialenosti) ale aj vysokorýchlostný prístup PC alebo LAN k internetu pomocou paraboly, konvertora a satelitného IP modemu. Výhodou je pokrytie a kvalita signálu, lacnejší je download ako upload, preto sa na upload používa mobilná telekomunikačná sieť.
ISO/OSI
Medzinárodná organizácia pre normalizáciu (International Organization for Standardization – ISO) koncom roka 1979 prijala Referenčný model ISO/OSI (Reference Model of Open Systems Interconnection - Referenčný model prepojovania otvorených systémov), ktorý je odporúčacím modelom, ako riešiť vzájomné prepojovanie počítačových systémov rôznych typov a koncepcií, ktoré sú výsledkom práce rôznych výrobcov (heterogénne siete). Model ISO/OSI pozostáva zo siedmich vrstiev (aplikačnej, prezentačnej, relačnej, transportnej, sieťovej, spojovej a fyzickej), ktoré definujú komunikačné schopnosti potrebné k uskutočneniu vzájomnej komunikácie medzi akýmikoľvek dvoma počítačmi. Každá vrstva využíva služby bezprostredne nižšej vrstvy a sama poskytuje svoje služby bezprostredne vyššej vrstve. Správa, súbor alebo akékoľvek údaje, ktoré budú odoslané do siete, musia prejsť týmito vrstvami, ktoré slúžia na to, aby údaje boli prenesené presne a neporušené. Nepovinná časť:
Aplikačná vrstva (Application Layer), najvyššia, najbližšie k užívateľovi, je zodpovedná za poskytovanie prístupu aplikáciám (poštovému klientovi, prehliadaču www stránok, službe FTP,...) do siete. Požiadavku prevedie na bity a pripojí hlavičku, ktorá identifikuje (určuje) vysielací a prijímací počítač.
Prezentačná vrstva (Presentation Layer) preloží požiadavku do jazyka, ktorému rozumie prijímací počítač, t.j. vykoná transformácie potrebné pre správnu interpretáciu dát na cieľovom počítači. V tejto vrstve sú vykonané aj operácie ako dátová kompresia prípadne kódovanie dát. Vrstva pridá ďalšiu hlavičku, ktorá špecifikuje (určuje) jazyk a schému kompresie a kódovania.
Relačná vrstva (Session Layer) nadväzuje, udržiava a ruší logické spojenia - relácie medzi koncovými účastníkmi komunikácie. Určí hranice pre začiatok a koniec správy a rozhodne, či bude správa odoslaná poloduplexným prenosom, keď sa počítače striedajú pri vysielaní a prijímaní (aj riadi smer komunikácie), alebo plne duplexným prenosom, keď oba počítače vysielajú a prijímajú súčasne. Podrobnosti o tom sa uložia do relačnej hlavičky. Zabezpečuje vkladanie bodov návratu do prenášaných blokov dát, ktoré v prípade niektorých komunikačných chýb slúžia na označenie miesta v postupnosti prenášaných dát, odkiaľ sa bude prenos opakovať.
Transportná vrstva (Transport Layer) je zodpovedná za prenos dát na dohodnutej úrovni kvality. Rozdelí údaje na segmenty a vykoná kontrolné súčty vychádzajúce z obsahu dát, ktoré možno neskôr použiť na kontrolu správnosti ich usporiadania. Tiež vytvorí záložnú kópiu dát. Transportná hlavička obsahuje kontrolný súčet každého segmentu a jeho miesto v správe. Zaoberá sa komunikáciou len medzi koncovými používateľmi, t.j. medzi vysielajúcim uzlom a koncovým uzlom. K prenosovej vrstve neodmysliteľne patria porty, teda čísla komunikačných kanálov na ktorých jednotlivé aplikácie komunikujú. Až tie potom spolu s IP adresou utvárajú kompletnú adresu aplikácie – napríklad webový server očakáva komunikáciu z internetového prehliadača na porte číslo 80 cez protokol TCP. Server elektronickej pošty komunikuje na portoch 25 (SMTP) a 110 (POP3), taktiež protokolu TCP. Hoci to teda v stavovom riadku prehliadača nevidíte, v skutočnosti sa pripája nielen na IP adresu webového servera, ale aj na konkrétny port, teda port 80 (adresa je v skutočnosti napr. http://www.gymparnr.edu.sk:80/).
Sieťová vrstva (Network Layer) vyberá pre správu cestu. Zo segmentov vytvorí pakety, spočíta ich a pridá hlavičku, ktorá obsahuje poradie paketov a IP adresu počítača, ktorý správu prijme. Zaisťuje potrebné smerovanie (routing) prenášaných paketov, ak neexistuje priame spojenie medzi príjemcom a odosielateľom. Sieťová vrstva je jediná, ktorá „vidí” skutočnú topológiu siete.
Spojová vrstva (Data Link Layer - vrstva dátových spojov, linková vrstva) dohliada na prenos, rozpoznáva chyby v prenose, potvrdzuje bezchybný prenos, prípadne si vyžiada opakovanie prenosu. Potvrdí kontrolný súčet a potom adresuje (MAC adresy - jedinečné adresy od výrobcu zariadení v ethernetovej sieti) a duplikuje pakety. Táto vrstva uchováva kópiu každého paketu, až kým nedostane potvrdenie z nasledujúceho bodu siete, že paket prišiel neporušený. Riadi tiež tok dát medzi dvoma uzlami, aby nedošlo k lokálnemu stavu uviaznutia komunikácie.
Fyzická vrstva (Physical Layer) je najspodnejšou vrstvou referenčného modelu OSI. Zabezpečuje sériový prenos bitov medzi dvoma sieťovými uzlami pomocou fyzickej prenosovej cesty. Kóduje obsah dátových paketov na sériu elektrických signálov reprezentovaných hodnotami 0 a 1 pri digitálnom prenose (napríklad pri prenose klasickou telefónnou linkou vytvára analógový signál). 8 Tieto signály sú posielané cez prenosové médium k fyzickej vrstve príjemcu. Sprostredkujúci uzol siete spočíta a overí kontrolný súčet každého paketu. Smerovač môže tiež správu presmerovať, aby sa zamedzilo zahlteniu siete. U príjemcu sa proces spracovania cez jednotlivé vrstvy deje v opačnom poradí, t.j. prijatý elektrický signál je konvertovaný fyzickou vrstvou na sériu bitov. Tieto hodnoty sú zoskupené do paketov a odovzdané linkovej vrstve. Spojová vrstva prepočíta kontrolné súčty, potvrdí príjem a pakety zapíše. Sieťová vrstva prepočíta došlé pakety po stránke zabezpečenia. Transportná vrstva prepočíta kontrolné súčty a zloží segmenty správy. Relačná vrstva podrží časti správy, kým nie je kompletná a potom ju pošle vyššej vrstve. Prezentačná vrstva ju dekóduje, dekomprimuje a preloží. Aplikačná vrstva identifikuje príjemcu, prevedie bity na číselné znaky a údaje zašle príslušnej aplikácii.
TCP/IP
Predpokladalo sa, že koncepcia sieťovej architektúry daná referenčným modelom OSI bude vo svete dominantná. Vývojom siete Internet vznikol model TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol), ktorý sa vďaka rozšíreniu internetu stáva dominantným. Veľmi často sa označenie TCP/IP chápe iba ako len označenie sady sieťových protokolov TCP IP používaných v sieťach s počítačmi s operačným systémom UNIX. V skutočnosti však TCP/IP označuje model sieťovej architektúry, ktorému je priradený súbor protokolov, ktoré nie sú viazané iba na operačný systém UNIX. Model je štvorvrstvový a na nasledujúcom obrázku je „prirovnanie“ vrstiev TCP/IP k referenčného modelu OSI.
Model TCP/IP nevznikol len zlúčením niektorých vrstiev modelu ISO/OSI. Internetový model vznikol ako riešenie praktického inžinierskeho problému, OSI model je výsledkom teoretického prístupu. Rozdiel je napríklad v pohľade na zaistenie spoľahlivosti prensu, kým OSI model počíta so sústredením čo možno najviac funkcií, vrátane zaistenia spoľahlivosti prenosov, už do komunikačnej podsiete (kontrolné mechanizmy má skoro v každej vrstve), model TCP/IP nedáva až taký dôraz na zaistenie spoľahlivosti (na potvrdzovanie, opätovné zasielanie poškodených paketov atď.) a voľnú kapacitu využíva na vlastný dátový prenos. Čiže jednotlivé vrstvy referenčného modelu TCP/IP nerobia presne to isté, čo príslušné vrstvy modelu OSI.
„V skratke“ ISO/OSI referenčný model definuje 7 vrstiev, cez ktoré musia dáta prejsť pri ceste z jedného uzla na druhý
1. fyzická – prenos a príjem bitov
2. linková (spojová) – prenos rámcov, detekcia chýb + ich oprava, pridáva hlavičku, adresa je fyzická (MAC), každý uzol vidí len susedov
3. sieťová – prenos paketov konečnému adresátovi, smerovanie, používa logickú adresu (IP)
4. transportná – komunikácia medzi procesmi – nielen medzi uzlami, detekcia a/alebo oprava chýb
5. relačná – bezpečnosť - šifrovanie, synchronizácia, podpora transakcií, určenie spôsobu komunikácie, ukončenie prenosu, RPC – protokoly umožňujúce počítačom prenášať dáta alebo požiadať o služby iné počítače
6. prezentačná – rovnaké dáta interpretovať rovnako
7. aplikačná – jednotné rozhranie medzi programom a sieťou – el. pošta, www,...
TCP/IP iba 4 vrstvy
1. vrstva sieťového rozhrania (fyzická a linková) – nie je v TCP/IP presne definovaná - ISDN, GSM, el. rozvody, satelit prenos, káblová TV,...
2. sieťová 1. vrstva je rôznorodá - nutnosť jednotného adresovania – logické adresy (URL)
3. transportná – komunikácia koncových účastníkov, využíva nespojovaný a nespoľahlivý prenos. Ponúka: a. TCP - spojovaný a spoľahlivý prenos b. UDP (User Datagram Protocol) - nespojovaný a nespoľahlivý prenos, využíva napr. DNS
4. aplikačná - el. pošta, prenos súborov,
Pascal a Lazarus
Algoritmus je návod na riešenie problému. Program je zápis algoritmov v počítači. Tvorba programov pre počítač, ktorou sa zaoberá softvérové inžinierstvo, je zložitá činnosť. Prebieha v štyroch etapách:
1. Rozbor problému – presne odpovieme na otázku, čo treba riešiť a pozorne sformulujeme zadanie problému a požiadavky na vznikajúci program (softvér).
2. Návrh riešenia – preskúmame, ako sa dá daný problém riešiť. Pri hľadaní riešenia vychádzame z toho, čo o danej oblasti vieme, aké máme k dispozícii prostriedky na riešenie úlohy, zvážime vhodný spôsob organizácie údajov. Výsledkom tejto práce bude algoritmus, čiže postupnosť krokov vedúcich k splneniu úlohy.
3. Realizácia – prepis navrhnutého algoritmu do niektorého programovacieho jazyka. Súčasťou tejto etapy je napr. aj príprava obrázkov na úpravu vzhľadu programu, príprava zvukových efektov, hudby do pozadia a pod.
4. Údržba – odhaľovanie a oprava skrytých chýb, prispôsobovanie softvéru meniacim sa požiadavkám používateľov, vývoj novších verzií programov a pod.
Úvahy o tom, čo presne má program riešiť nazývame rozbor problému. Výsledkom tohto rozboru je podrobné zadanie úlohy, ktoré vo všeobecnosti odpovedá na tieto tri otázky:
1. Za akých predpokladov budeme riešiť úlohu?
2. Aké sú všetky známe (resp. dostupné) údaje súvisiace s úlohou?
3. Čo je riešením úlohy, resp. kedy je úloha splnená?
Algoritmus je všeobecný zápis návodu na riešenie problému. Príklady algoritmov: obsluha automatov, príručky na používanie, kuchárske recepty, zhotovenie modelu lietadla, popis cviku, riešenie úloh v matematike, ...
Algoritmus má svojho adresáta – pre koho je určený. Je ním procesor – vykonávateľ, ktorý musí rozumieť jednotlivým krokom a vedieť ich vykonať. Jednotlivým krokom algoritmu hovoríme tiež príkazy. Množinu príkazov, ktorej procesor rozumie nazývame slovník jazyka. Algoritmus je postupnosť príkazov, vykonanie ktorých vedie k riešeniu úlohy.
Pri zápise algoritmu používame nielen jednoduché príkazy (nakresli kružnicu, ošúp zemiaky, vlož telefónnu kartu ...), často si pomáhame aj zložitejšími riadiacimi príkazmi (ak pripravuješ tortu pre deti, nepouži rum). Tieto konštrukcie určujú, ako sa majú jednotlivé príkazy algoritmu vykonávať. Najčastejšie riadiace príkazy sú:
Ø Príkazy na opakovanie časti algoritmu stanovený početkrát, napr. Stlačte tlačidlo toľkokrát, koľko lístkov na MHD chcete.
Ø Príkaz na opakovanie časti algoritmu, kým platí nejaká podmienka, napr. Kým máte cesto, vykrajujte hviezdičky.
Ø Podmienený príkaz, napr. Ak voláte medzimesto, vhoďte aspoň 9 Sk.
Algoritmus môžeme zapísať rôznym spôsobom, napr. graficky štruktúrogramom, vývojovým diagramom, slovne algoritmickým jazykom alebo nejaký programovacím jazykom. Ktorýkoľvek recept z kuchárskej knihy je popísaný prirodzeným jazykom. Algoritmický jazyk je zmesou prirodzeného jazyka a príkazov nejakého konkrétneho programovacieho jazyka, do ktorého plánujeme algoritmus prepísať.V zápise algoritmu, ktorý je určený pre počítač, nie sú nepresnosti a nejednoznačnosti prípustné.
Algoritmy sa pre počítač zapisujú v konkrétnych programovacích jazykoch. Proces zápisu algoritmu v programovacom jazyku nazývame realizácia alebo implementácia algoritmu. Samotný zápis algoritmu nazývame program.
Programovací jazyk je kompromis: Programátor v ňom vie ľahko a dobre vyjadrovať algoritmy, počítač mu zas dokáže porozumieť vďaka špeciálnemu programu, ktorý sa nazýva prekladač. Je to program. ktorý prekladá zápis algoritmu z programovacieho jazyka do tvaru vhodného pre počítač (binárneho kódu).
Každý programovací jazyk má kľúčové slová (základné príkazy daného programovacieho jazyka) a rezervované slová (majú v programe špeciálny význam, napr. označujú začiatok či koniec bloku príkazov). Rôzne programovacie jazyky majú rôznu syntax (odlišný zápis príkazov).
Testovaniu správnosti programu hovoríme ladenie (debugging – odstraňovanie chrobákov).
Chyby v programoch môžu byť:
a) syntaktické – nesprávny zápis
b) logické – chyby úvahy
Syntaktické chyby nájde prekladač a upozorní na ne. Logické chyby musí nájsť programátor sám pomocou ladiacich nástrojov:
ð krokovanie – spúšťanie programu po riadkoch, príkazoch
ð kontrola obsahu premenných
ð zastavenie programu na zvolenom mieste
Niektoré logické chyby s prejavia predčasným ukončením výpočtu s nejakou chybovou správou. Hovorí sa im chyby behu programu (run-time chyby).
Dokumentácia programu:
- vysvetľuje problém, ktorý program rieši
- vysvetľuje, aké vstupné údaje a akým spôsobom treba zadať
- vysvetľuje, aký výstup (výstupné údaje) možno očakávať
- uvádza, ako program funguje
- uvádza, ako ho máme používať
Je to pomôcka pri odstraňovaní chýb, pri zmene či rozširovaní programu. Môže slúžiť aj ľuďom, ktorí budú program používať. Robí sa v programe formou komentárov (vysvetľujúce poznámky) a písomnou dokumentáciou (manuál a používateľská príručka). Manuál obsahuje všetky informácie užitočné pre programátorov. Používateľská príručka pomáha používateľom naučiť sa pracovať s programom.
Životný cyklus programu sú etapy tvorby programu, jeho používanie a údržba.
Niektoré jazyky sú navrhnuté tak, aby sa v nich pohodlne riešili ľubovoľné problémy (sú univerzálne), iné sú špecializované len na problémy nejakej oblasti alebo len pre istý typ používateľov.
Pascal (pomenovaný na počesť Blaisa Pascala) je určený ako úvodný jazyk na vyučovanie programovania, stal sa základným jazykom informatiky.
Každý program v Pascale sa skladá z údajovej a príkazovej časti. Údajovú časť tvoria deklarácie premenných. Príkazovú časť príkazy programu, ktoré procesor postupne vykonáva. Príkazová časť sa začína príkazom: begin a končí príkazom: end. (aj s bodkou)!
Deklarácia premenných pozostáva z vymenovania identifikátorov (mien) premenných a určenia ich typu. Deklaráciou sa nájde v operačnej pamäti miesto pre premennú a toto miesto sa po dobu vykonávania programu bude volať identifikátorom premennej.
Edit-Už spomínaný Edit má dôležité vlastnosti Text (jeho aktuálny textový obsah), CharCase (prevod textu na veľké alebo malé písmená) a ReadOnly (logická hodnota určujúca, či je políčko určené len na čítanie)
Komponent Memo je podobný Edit-u, ale môžeme doňho napísať viac riadkov textu. Jeho vlastnosť Lines je typu TStrings a obsahuje text jednotlivých riadkov. S týmto typom sa dá pracovať jednak ako s poľom:
{zobrazi text prveho riadoku Mema}
ShowMessage(memPrveMemo.Lines[0]);
..a zároveň sa dá použiť aj jeho vlastnosť Text, ktorá je typu string, teda s ňou môžeme bežným spôsobom pracovať:
{ukaze cely text Mema}
ShowMessage(memPrveMemo.Lines.Text);
Počet riadkov zistíme pomocou vlastnosti Count (podradenej Lines).
Skúsme nahradiť posledný riadok napísaného textu slovom „Ahoj“. Na formulár frmMoj vložíme Memo s názvom memPrveMemo a tlačidlo btnTlac.
procedure TfrmMoj.btnTlacClick(Sender: TObject);
var
PocetRiadkov: integer;
begin
PocetRiadkov := memPrveMemo.Lines.Count;
{prepise posledny riadok slovom 'Ahoj'}
memPrveMemo.Lines[PocetRiadkov-1] := 'Ahoj';
end;
Textové pole
Textový súbor otvoríme jednou z procedúr:
⦁ Reset - ak z neho potrebujeme čítať. Súbor už musí na disku existovať.
⦁ Rewrite - kvôli zapisovaniu. Ak súbor nejestvuje, vytvorí sa. Pokiaľ však existuje, prepíše sa a stratíme jeho pôvodný obsah!
⦁ Append - pre pripisovanie na koniec súboru. Ten už musí existovať.
Parametrom týchto procedúr je vždy premenná symbolizujúca súbor (typ text).
Rewrite(Subor);
Po otvorení môžeme do súboru zapisovať, čítať z neho a pod. Procedúra ReadLn(subor, riadok) prečíta riadok zo súboru subor a zapíše ho do premennej riadok. Posunie sa ukazovateľ (predstavme si ho ako kurzor), takže pri ďalšom volaní tejto procedúry sa číta vždy ďalší a ďalši riadok.
WriteLn(subor, riadok) zapíše do súboru hodnotu druhého parametra a vytvorí nový riadok.
Obdobne fungujú procedúry Read a Write.
Tu je jednoduchý príklad. Úlohou je vypísať obsah textového súboru na obrazovku. Použijeme pri tom funkciu Eof(súbor), ktorá vráti true, ak bol dosiahnutý koniec súboru. Close(súbor) zatvorí súbor.
program subory;
var
Subor: Text;
riadok: string;
begin
{priradime premennej konkretny subor}
Assign(subor, 'C:\MOJE.TXT');
{otvorime ho na citanie}
Reset(subor);
{kym nie je koniec suboru}
while not Eof(subor) do begin
{precitame riadok zo suboru}
ReadLn(subor, riadok);
{zapiseme riadok na obrazovku}
WriteLn(riadok);
end;
{zatvorime subor}
Close(subor);
end.
Textový reťazec (string), je text uzavretý do apostrofov. Apostrof napíšeme stlačením ľavého ALT a vyťukaním číslic 39
Dokončovanie identifikátorov: napíšeme niekoľko prvých písmen a potom stlačíme Ctrl+Medzerník a v zozname, ktorý sa objaví, si nájdeme to, čo práve potrebujeme.
Grafické pole
Komponent grafická plocha (Image) - je taký obdĺžnik vo formulári, do ktorého môžeme rôznymi nástrojmi kresliť. Obsah grafickej plochy môžeme jednoducho uložiť na disk, resp. do nej prečítať nejaký obrázok zo súboru.
unit Unit1;
{$mode objfpc}{$H+}
interface
uses
Classes, SysUtils, FileUtil, Forms, Controls, Graphics, Dialogs, StdCtrls;
type
{ TForm1 }
TForm1 = class(TForm)
Button1: TButton;
Button2: TButton;
procedure Button1Click(Sender: TObject);
procedure Button2Click(Sender: TObject);
private
{ private declarations }
public
{ public declarations }
end;
var
Form1: TForm1;
implementation
{$R *.lfm}
{ TForm1 }
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
begin
Button1.Caption := 'zmena';
end;
procedure TForm1.Button2Click(Sender: TObject);
begin
Close;
end;
end.