Reja: Kirish Kompyuter tarmoqlarining rivojlanish evalyutsiyasi. Kompyuter tarmoqlarining aasosiy ptotokollari. Tarmoq ilova va texnologiyalarining umumiy tushunchasi. Kompyuter tarmoqlarining standart texnologiyalari

ARPA Net tarmog'ining rivojlanishi bilan turli tarmoqlarni o'zaro bog'lash, ya'ni yagona tarmoq yaratish muammosi yuzaga keladi. - Bunday standart 1974-yildayaratildi. 1983-yilda esa AQSH Mudofaa vazirligining ARPA Net shoxobchalaridagi barcha mashinalarida ishlab chiqilgan standartlardan foydalanish haqida buyruq chiqarildi. Bu standartlarni ishlatish uchun esa o'sha paytlarda keng tarqalgan operatsion tizim UNIX operatsion tizimi ishlatildi.
1986-yilga kelib, AQSH Milliy fanlar fondi (National Science Foundation — NSF) tomonidan o'zining oltita superkompyuterli markazini birlashtirish uchun tayanch tarmoq yaratildi. Bu tarmoq juda quwatli va yuqori sifatli qurilmalar va AQSH Mudo­faa vazirligi tomonidan belgilangan standartlarga asoslangan edi. 1992-yil NSF kompaniyasi ana shu tayanch tarmoqni boshqari-shiga kelishib olindi. Ana shu vaqtdan boshlab internet nafaqat davlat (o'quv va ilmiy) muassasalarida, shuningdek, tijorat maqsadlarida ham ishlatila boshlandir Internet asta-sekin AQSH chegaralaridan chiqib boshqa mamlakatlarga, dastlab Yevropa, ke-yinchalik Osiyo, Afrikaga ham tarqaldi. Bugungi kunda internet haqiqatan ham dunyoviy tarmoqqa aylangan. Axborotlarni tadqiq qilish NUA firmasining 2001-yil noyabr oyida bergan ma'lumotiga ko'ra, 2000-yilda internet tarmog'i-dan foydalanuvchilar miqdori quyidagicha bo'lgan (110-betdagi jadval).Internetning tarkibiy qismlari va resurslari haqida qisqacha to'xtalib o'tamiz.

Mintaqa	Foydalanuvchilar soni (mln.)
AQSH va Kanada Yevropa Osiyo va Tinch okeani mintaqasi Janubiy Amerika Afrika O'rta Sharq Dunyo bo'yicha	167,12 113,14 33,61 16,45 13,11 2,40 407,10

Internet o'z-o'zini shakllantiruvchi va boshqaruvchi murakkab tizim bo'lib, asosan uchta — texnik, dasturiy, axborotli tar-kibiy qismlardan tashkil topgan.

Internetning texnik tarkibiy qismi turli rusumdagi kompyuter, aloqa kanallari, tarmoq texnik vositalari majmuyidan tashkil topgan. Ularning barchasi doimiy va vaqtinchalik asosda faoliyat ko'rsatishi mumkin. Ulardan ixtiyoriy birining ishdan chiqishi tarmoqning umumiy faoliyatiga ta'sir etmaydi. dasturiy ta'minoti tarmoqqa ulangan kompyuter va tarmoq vositalarini yagona standart asosida muloqot qilish, ma'lumotlarni ixtiyoriy aloqa kanali yordamida uzatish darajasida qayta ishlash, axborotlarni qidirib topish va saqlash hamda tarmoqda axborot xavfsizligini ta'minlash kabi muhim vazifalarni amalga oshiruvchi dasturlar majmuyidan iborat.
Internetning axborotli qismi internet tarmog'ida mavjud bo'lgan turli elektron hujjat, grafik, rasm, audioyozuv, videotasvir va h.k. lar ko'rinishidagi axborotlar majmuyidan tashkil topganxiJlar butun tarmoq bo'ylab taqsimlanishi mumkin. Masalan, siz kompyuteringizda o'qiyotgan elektron darslikning matni bir manbadan, undagi rasmlar va tovush ikkinchi manbadan, videotasvir va izohlar uchinchi manbadan yig'ilishi mumkin. Shunday qilib, tarmoqdagi elektron hujjatni o'zaro moslashuvchan «giperbog'lanishlar» orqali bir necha manbalar majmuyi ko'rini-shida tashkil etish mumkin. Natijada millionlab o'zaro bog'langan elektron hujjatlar majmuyidan tashkil topgan axborot muhiti hosil bo'ladi.
Internet tarmog'ining mohiyatini tushunish uchun uning mantiqiy tuzilishini tushunish kerak. Ushbu mantiq bilan tanishib chiqamiz. Ma'lumki, avtomobildan foydalanganda transport turlari uchun belgilangan qonun-qoidalarga rio ya qilish shart. Xuddi shunday internet xizmatidan foydalanuvchilar uchun ham hammaga bir xil bo'lgan kompyuterda ma'lumotlarni uzatish tartibini belgilovchi yagona qoidalar majmuyi belgilangan. Ikki kompyuter orasida ma'lumotlarni uzatish tartibi va formatini belgilovchi qoidalar majmuyi bayonnoma (protokol) deb ataladi. Masalan, http, ftp va boshqalar bayonnomaga misol bo'la oladi. Tarmoqda ishlash uchun berilgan bayonnomaga, mos holda, ma'­lumotlarni uzatish imkonini beradigan maxsus dastur ta'minotiga ega bo'lishi kerak. Bunday dasturlar bayonnomalarni amalga oshirish deyiladi. Ular operatsion tizimda joylashtirilgan bo'lishi yoki alohida amaliy dasturlar paketi sifatida yaratilishi mumkin. Hozirgi zamon operatsion tizimlarining barchasi internetda ishlashni ta'minlovchi asosiy bayonnomalarga ega. Internetda axborotni paketli uzatish prinsipidan foydalaniladi. Endi axborotni paketli uzatish mazmuni bilan tanishib chiqa­miz. Internet va unda ishlashni tasawur qilish uchun telefon tarmog'ini eslashingiz mumkin. Chunki telefon tarmog'ida ham shunga o'xshash aloqa kanali ishlatilib, bir necha daqiqada dunyoning xohlagan nuqtasi bilan bog'lanish mumkin. Albatta, bu o'xshatish shaklan bir xil bo'lsa-da, ish prinsipi bo'yicha katta farq qiladi. Ya'ni telefonda gaplashish paytida stansiyalar orasidagi kanal to'la band bo'ladi. Bu kanaldan telefon qiluvchi va uni eshituvchidan boshqa hech kim foydalana olmaydi. Agar telefon stansiyasining barcha kanallari band bo'lib qolsa, bu kanalda gaplashayotgan abonentlar bilan ham bog'lanish mumkin bo'lmay qoladi. Ko'rinib turibdiki, bu tamoyilda ishlaydigan kanallardan foydalanish kompyuter tarmog'ida samara bermaydi.
Taqqoslashning qulayrog'i sifatida oddiy aloqa xizmatini olish mumkin. Bunda ixtiyoriy sondagi ma'lumotlar ixtiyoriy yo'nalishda uzatiladi. Gazeta vajurnallar to'plami bo'laklab uzatiladi. Internetda ham shunday xususiyatdan foydalaniladi. Ma'lumotlarning qismlarga bo'linishi paketlardeb ataladi.
Paketda, xususan, ma'lumotlar bilan birga uni berilgan manzilga to'g'ri yetkazish imkonini beruvchi boshqaruv axboroti (masalan, qabul qiluvchining manzili) ham beriladi.
Axborotni uzatish jarayonida, xuddi oddiy aloqa kabi ba'zi xabarlar belgilangan manzilga yetib bormasligi (yo'qolishi), ba'zi birlari esa oddiy aloqada ro'y bermaydigan holda, ya'ni bir necha nusxada yetkazilishi mumkin. Internet tarmog'ining samarali ishlashi uchun mavjud axbo­rotni qanday qilib paketlar holatida uzatish va yetkazilgan axbo­rotni qayta tiklash hamda bo'laklangan paketlarni foydalanuvchiga qanday yetkazish kerakligi muammosini hal qilish lozim bo'ladi. Yuqorida ta'kidlab o'tilganidek, yo'riqnomalar to'plamining arxitekturasi dasturiy ta'minot va dasturiy ta'minot o'rtasidagi chegara bo'lib xizmat qiladi va dasturchi yoki tuzuvchi dasturida ko'rinadigan tizimning qismini anglatadi.
Kompyuter industriyasining hozirgi rivojlanish bosqichida foydalanadigan ikkita asosiy buyruqlar majmuasi bu CISC va RISC arxitekturalari. CISC arxitekturasining asoschisi sifatida o'zining asosiy arxitekturasi / 360 bo'lgan IBM kompaniyasi, deb hisoblash mumkin, uning yadrosi 1964 yildan beri ishlatilib kelinmoqda, masalan, IBM ES / 9000 kabi zamonaviy magistrallarda. To'liq ko'rsatmalar to'plamiga ega (CISC - Complete Instruction Set Computer) mikroprotsessorlar ishlab chiqarish bo'yicha etakchi hisoblanadi, uning x86 seriyali va Pentium bilan Intel. Ushbu arxitektura mikrokompyuterlar bozori uchun amaliy standartdir. CISC protsessorlari quyidagilar bilan tavsiflanadi: umumiy maqsadlarga mo'ljallangan registrlarning nisbatan kamligi; juda ko'p sonli mashina yo'riqnomalari, ularning ba'zilari yuqori darajadagi dasturlash tillari operatorlariga o'xshash semantik ravishda yuklanadi va ko'plab tsikllarda bajariladi; murojaat qilish usullarining ko'pligi; turli uzunlikdagi buyruq formatlarining ko'pligi; ikki manzilli buyruq formatining ustunligi; registr-xotira kabi ishlov berish ko'rsatmalarining mavjudligi.
Zamonaviy ish stantsiyalari va serverlari arxitekturasining asosi bu qisqartirilgan buyruqlar to'plamiga ega kompyuter arxitekturasi (RISC - Reduced Instruction Set Computer). Ushbu arxitekturaning boshlanishlari CDC6600 kompyuterlariga asoslangan bo'lib, ularni ishlab chiquvchilar (Thornton, Cray va boshqalar) tezkor hisoblash mashinalarini qurish uchun buyruqlar to'plamini soddalashtirish muhimligini tushunishgan. S. Kray arxitekturani soddalashtirishning ushbu an'anasini mashhur superkompyuterlarning Cray Research seriyasini yaratishda muvaffaqiyatli qo'lladi. Ammo zamonaviy ma'noda RISC kontseptsiyasi nihoyat uchta kompyuter tadqiqot loyihalari asosida shakllantirildi: IBM kompaniyasidan 801 protsessor, Berkli universitetidan RISC protsessor va Stenford universitetidan MIPS protsessor.
IBM pilot loyihasini ishlab chiqish 70-yillarning oxirida boshlandi, ammo uning natijalari hech qachon nashr etilmadi va unga asoslangan kompyuter sanoat miqyosida ishlab chiqarilmadi. 1980 yilda D. Patterson va uning Berkli hamkasblari o'z loyihalarini boshladilar va RISC -I va RISC -II deb nomlangan ikkita mashinani ishlab chiqardilar. Ushbu mashinalarning asosiy g'oyalari sekin xotirani tezkor registrlardan ajratish va registr oynalaridan foydalanish edi.
1981 yilda J. Xennessi va uning hamkasblari Stenford MIPS mashinasining tavsifini nashr etdilar, uning rivojlanishining asosiy yo'nalishi kompilyator tomonidan yuklashni puxta rejalashtirish orqali quvurlarni qayta ishlashni samarali amalga oshirish edi.
Ushbu uchta mashinaning umumiy jihatlari juda ko'p edi. Ularning barchasi ishlov berish ko'rsatmalarini xotira ko'rsatmalaridan ajratib turadigan arxitekturaga rioya qilishdi va samarali ravishda quvurlarni yotqizishni ta'kidladilar. Buyruqlar tizimi shunday tuzilganki, har qanday buyruq bajarilishi oz sonli mashina tsiklini (afzal bitta bitta mashina tsiklini) oladi. Hosildorlikni oshirish uchun buyruqlarni bajarish mantig'i dasturiy ta'minotni amalga oshirishga emas, balki apparat vositalariga yo'naltirilgan edi. Dekodlashtirish ko'rsatmalarining mantig'ini soddalashtirish uchun sobit va qat'iy formatli ko'rsatmalar ishlatilgan.
RISC arxitekturasining boshqa xususiyatlari orasida shuni ta'kidlash kerakki, etarlicha katta registr fayllari mavjud (32 yoki undan ko'p registrlar odatdagi RISC protsessorlarida CISC arxitekturalarida 8 dan 16 tagacha registrlarga nisbatan amalga oshiriladi), bu protsessor chipida registrlarda ko'proq ma'lumotlarni saqlashga imkon beradi. vaqtni o'zgartiradi va o'zgaruvchiga registrlarni ajratish uchun kompilyatorning ishini soddalashtiradi. Qayta ishlash uchun, qoida tariqasida, uch manzilli buyruqlardan foydalaniladi, ular shifrlash jarayonini soddalashtirish bilan bir qatorda, registrlarga ko'pgina o'zgaruvchilarni keyinchalik qayta yuklamasdan saqlash imkonini beradi. RISC arxitekturasining rivojlanishi ko'p jihatdan optimallashtiruvchi kompilyatorlarni yaratishda erishilgan yutuqlar bilan belgilanadi. Bu sizga zamonaviyroq ro'yxatga olish faylining afzalliklaridan samarali foydalanish, buyruqni bajarish tezligi va buyruqlarni bajarish tezligini oshirishga imkon beradigan zamonaviy kompilyatsiya texnikasi. Zamonaviy kompilyatorlar, shuningdek, RISC protsessorlarida tez-tez ishlatiladigan ishlashni yaxshilash uchun optimallashtirishning yana bir usulidan foydalanadilar: bir vaqtning o'zida bir nechta buyruqlarni chiqarishga imkon beradigan kechiktirilgan o'tishlarni va supersalar ishlashini amalga oshirish.
Ta'kidlash joizki, so'nggi Intel mahsulotlarida (Pentium P54C va keyingi avlod P6 protsessorlari), shuningdek uning raqobatchilari (AMD R5, Cyrix M1, NexGen Nx586 va boshqalar) RISC mikroprotsessorlarida amalga oshirilgan g'oyalar keng qo'llaniladi. shuning uchun CISC va RISC o'rtasidagi ko'plab farqlar yo'q qilinadi. Biroq, x86 arxitekturasi va buyruq tizimining murakkabligi saqlanib qolmoqda va unga asoslangan protsessorlarning ishlashini cheklovchi asosiy omil hisoblanadi.