Если группу компьютеров и их периферийных устройств соединить линиями связи — например, телефонными проводами или кабелями, то образуется компьютерная сеть. Включив в неё свой компьютер, можно получить информацию, хранящуюся в любом другом компьютере той же сети. Или передать информацию из своего компьютера в другой без пересылки дискеты. Удобно? Очень! Поэтому за последние 30 лет XX в. в мире создано необозримое множество разнообразных компьютерных сетей, отличающихся друг от друга способом связи, количеством и расположением включённых в них устройств. Всё это сложное техническое хозяйство сегодня стремительно развивается.
Различают локальные и глобальные компьютерные (или вычислительные) сет. Локальная вычислительная сеть (ЛВС) состоит из небольшого числа компьютеров, принтеров и других устройств, расположенных на сравнительно ограниченной территории (обычно на одном предприятии). Основным назначением ЛВС является совместное использование дорогостоящих периферийных устройств — скоростных лазерных принтеров, дисков, содержащих большой объём информации, и т. д. Кроме того, ЛВС позволяет централизованно установить и настроить
общее для всех компьютеров сети программное обеспечение. ЛВС стали для многих воротами в
Интернет.
Компьютерные сети могут использоваться и для решения более сложных задач. Например, для
распределённых вычислений, когда трудоёмкая задача разбивается на части и решается
параллельно и согласованно сразу на нескольких компьютерах сети, действующих как один
мощный компьютер.
Компьютеры ЛВС связаны кабелями (их наиболее распространённые типы — витая пара,
волоконно-оптические и коаксиальные кабели).
Кабели соединяются с компьютером через сетевые адаптеры (от лат. adaptacio —
«приспособление»).
Отдельные ЛВС объединяют друг с другом, создавая глобальные сети. Однотипные ЛВС,
действующие по одинаковым правилам (протоколам) взаимодействия между компьютерами,
соединяют с помощью специальных устройств — мостов, а разнотипные — посредством
межсетевых шлюзов. Всемирно известный Интернет, кстати сказать, является именно такой сетью сетей. Мосты и шлюзы — это обычные компьютеры, но снабжённые специальным
программным обеспечением и дополнительным оборудованием.
Компьютерные сети могут включать в себя как постоянные каналы связи (кабельные линии или
радиоканалы), так и временные (например, телефонные). Для приёма и передачи данных
компьютером по телефонным линиям требуется особое техническое устройство — модем
(модулятор/демодулятор).
В компьютерных и телефонных сетях используются принципиально разные методы передачи
информации. В телефонной связи применяется метод коммутации каналов. Это означает, что
между вызывающей и вызываемой сторонами образуется линия связи путём соединения
идущих к ним проводов на коммутаторах телефонных станций. Эта линия связи сохраняется
столько времени, сколько потребуется. Метод коммутации каналов сравнительно прост, но для
компьютерной сети неэффективен: линия полностью занята на неопределённо долгий срок, причём независимо от того, передаются по ней какие-нибудь данные или нет. Компьютеры же часто обмениваются сравнительно небольшими объёмами информации, и подготовка соединения может занять больше времени, чем передача и приём самого сообщения.
В компьютерных сетях используется метод коммутации пакетов. Отправляемое компьютером сообщение разбивается на маленькие фрагменты — пакеты. Они снабжаются специальными кодами, указывающими, куда и от кого идёт пакет, какой частью какого сообщения он является. Затем пакет отправляется в независимое от других пакетов путешествие по сети, выбирая наименее загруженные её участки. Принимающий компьютер реконструирует исходное сообщение из набора прибывших к нему пакетов. Пакетно-коммутационные сети работают быстро и эффективно, но требуют достаточно мощных компьютеров и соответствующего программного обеспечения для управления процессом приёма-передачи данных.
Поскольку локальные и глобальные сети объединяют самые разные типы компьютеров и других устройств, для организации взаимодействия между ними приходится использовать особые протоколы связи. Общепризнанный стандарт межкомпьютерной связи — комплект аппаратных и программных протоколов, известный как эталонная модель ISO/OSI, т. е. модель, утверждённая Международной организацией стандартизации (ISO) для описания взаимодействия открытых систем (OSI).
Эталонная модель ISO/OSI — это идеализированная многоуровневая схема интерфейсов и протоколов сетевого взаимодействия компьютерных систем. Каждый уровень модели обозначает программные и принимающем компьютере данные передаются с уровня на уровень снизу вверх — от проводов
до, например, программы NetMeeting вашего собеседника.
Возможно, вы удивитесь, но эталонная модель ISO/OSI описывает и то, как работает старая
добрая почта. В самом деле, написав на листе бумаги письмо, мы вкладываем его в конверт.
Надписываем конверт, наклеиваем на него марку. Опускаем конверт в почтовый ящик. Письма
из ящика попадают в сортировочный центр, там их раскладывают по контейнерам. Контейнеры
грузятся в почтовый вагон поезда или на самолёт. В месте назначения контейнеры
распаковывают, развозят корреспонденцию по почтовым отделениям. Почтальон опускает ваше
письмо в почтовый ящик адресата. А тот достаёт из ящика конверт, из конверта — листочек...
Ваш адресат, таким образом, получил в точности то сообщение, которое вы ему послали.
Для того чтобы пакетная коммутация работала эффективно, пакеты передаваемой информации
не должны быть слишком большими. И действительно, IP-пакеты, используемые в Интернете,
могут содержать не больше 1500 байт информации, а пакеты в локальных сетях — ещё меньше
(напомним, что стандартная машинописная страница текста содержит 1800 символов, т. е. 1800
байт).
СЕТЬ СЕТЕЙ
Интернет (от англ. international — «международный» и net — «сеть») — это бурно растущая и
развивающаяся всемирная сеть компьютерных сетей (или, для краткости, просто Сеть; см.
статью «Компьютерные сети»). Она объединяет десятки тысяч локальных сетей, т. е. миллионы
больших и малых компьютеров. Услугами Интернета постоянно пользуется множество людей,
и их число непрерывно растёт.
Принято считать, что история Интернета началась в 1968 г., когда в США стали создавать
экспериментальную сеть ARPAnet. Она связала друг с другом самые разнотипные компьютеры,
которые использовались тогда в военно-промышленных исследованиях и разработках. Каждый
компьютер ARPAnet при необходимости мог связаться с любым другим, как равный с равным.
В то же время сеть проектировалась так, чтобы пользователи контактировали друг с другом, ничего не зная о её конфигурации, об исчезновении или о появлении в сети других компьютеров и каналов связи. Для установления контакта между компьютерами было достаточно их сетевого адреса. Поскольку ARPAnet готовили к работе и в военное время, сеть сделали устойчивой к различным повреждениям. ARPAnet — первая сеть, в которой использовались коммутация пакетов (см. статью «Компьютерные сети») и межсетевой протокол — IP (англ. Internet Protocol). По образцу ARPAnet начали создаваться другие сети, которые присоединялись к ней через так называемые шлюзы. Сеть разрасталась, сохраняя общее адресное пространство. В 1973 г. она превратилась в международную: в неё вошли компьютеры Великобритании и Норвегии. Примерно тогда же стало популярным и её название — Internet (с прописной буквы или со строчной, набранное кириллицей или латиницей).
В 80-х гг. XX в. Сеть развивалась под эгидой Национального научного фонда США (National Science Foundation NSF) До 1988 г. включительно Интернет был некоммерческим: он объединял только академические и государственные компьютерные сети. В 1989 г. в составе Интернета появилась и первая коммерческая организация — MCI Mail.

Смысл адаптеризации заключается в «озвучивании» традиционных музыкальных инструментов с помощью электронных средств — адаптеров (от лат. adapto — «приспособляю»). Например, если поместить рядом со струнами рояля микрофон, а потом сигнал с него усилить и воспроизвести через динамики, то звучание рояля уже нельзя назвать «природным». Оно приобретёт дополнительный «технический» оттенок; чистота звука будет зависеть от качества микрофона, усилителя и громкоговорителей. Если приклеить мембрану микрофона к деке рояля, такой контактный датчик станет принимать уже непосредственно колебания самой деки, что непременно скажется и на характере звучания.
Пьезоэлектрический (от греч. «пие'зо» — «давлю», «сжимаю») звукосниматель стоит в проигрывателе для грампластинок. В основе его действия лежит пьезоэффект — появление электрического напряжения на противоположных сторонах пластинки, изготовленной из особой керамики или вырезанной из некоторых кристаллов, при её изгибе или сдавливании. Если иглу звукоснимателя воткнуть в деревянный корпус или деку музыкального инструмента, получится пьезоэлектрический адаптер. Такие адаптеры широко применяются для подзвучки и непосредственной записи звучания инструментов — гитар, скрипок и т. д. Конечно, датчики не втыкаются в инструмент (это варварский метод), а приклеиваются к нему или крепятся зажимами.
Наибольшее распространение получили разнообразные электромагнитные датчики-звукосниматели. Если под стальной струной разместить катушку с магнитным сердечником, то в катушке, словно в обмотке динамо-машины, при колебаниях струны возникнет напряжение. Такие датчики широко используют в электрогитарах. Если же на инструменте натянуты не металлические, а, например, нейлоновые струны, в качестве звукоснимателя чаще всего используется пьезодатчик. Существуют датчики практически для любых инструментов — духовых, язычковых и т. д.

Почему же ARPAnet из экспериментальной военно-промышленной разработки превратилась во всемирную Сеть?
Интернет — коммуникационная (от лат. communico — «делаю общим», «связываю», «общаюсь») система: она обеспечивает общение и взаимодействие людей. Начав пользоваться новым средством связи, люди (вначале только учёные и инженеры, которые разрабатывали сети и экспериментировали с ними) вдруг обнаружили, что раньше испытывали недостаток общения. Обширные возможности Сети, в частности быстрый доступ к самой разнообразной и свежей информации, не только повышают конкурентоспособность организаций и отдельных работников. Интернет приносит удовольствие, о чём много пишут в специальных печатных изданиях и в многочисленных текстах, хранящихся в электронной форме в Сети. Но поверить в это, не испытав самому, очень трудно.
Радость «быть в Сети» приносил не только Интернет. До сих пор функционируют развивавшиеся параллельно другие всемирные сети, технически устроенные иначе, например вузовская сеть Bitnet и сеть FIDO, использующие обычные коммутируемые (от лат. commuto — «меняю») телефонные линии. Однако Интернет победил их, хотя и не стремился к этому. Его открытость для любых типов компьютеров и компьютерных сетей облегчала подсоединение к Сети, и она росла быстрее других. И чем больше становилась, тем большими информационными богатствами обладала, тем сильнее люди стремились войти именно в Интернет, а не в какую-либо иную сеть. Важную роль сыграли, конечно, надёжность и эффективность заложенных в Интернете сетевых технологий.
WWW — «ВСЕМИРНАЯ ПАУТИНА»
С начала 90-х гг. в Интернете работает так называемая всемирная паутина {англ. World Wide
Web, или WWW, или W ). Благодаря этой системе доступ к информационным богатствам Сети
получили и люди, далёкие от науки, неспециалисты. Интернет стал привлекателен для бизнеса.
В результате и без того стремительное развитие Сети ещё ускорилось. Слово «Интернет»
замелькало не только в научных публикациях, но и на страницах газет, журналов, в радио- и
телерепортажах.
А началось всё с того, что в 1989 г. Тим Бернерс-Ли, сотрудник Европейской лаборатории
ядерной физики (Женева), занимавшийся разработкой новых способов хранения больших
объёмов информации и обменом ею между учёными разных стран, предложил использовать
для доступа к ресурсам компьютерных сетей средства гипертекста (от греч. «хипе'р» — «над»,
«сверх» и «текст»).
Гипертекст — система, позволяющая быстро найти любую информацию в Интернете.
Выделенное в тексте особым образом (цветом, например) слово оказывается связкой с другим
источником информации. Чтобы перейти к нему, достаточно щёлкнуть кнопкой мыши на
выделенном слове или фрагменте текста.
Гипермедиа — следующая ступень развития идеи гипертекста. Гипермедиа-документ включает
в себя не только текст, но и аудио- и видеоизображения. Например, щёлкнув мышью на
выделенной точке географической карты, можно увидеть фотографии, видеофильм или текст,
рассказывающие об этой местности и её достопримечательностях.
Гипермедиа-документ чаще называют Web-страницей. Для её создания используется
специальный язык программирования — HTML (англ. Hyper-Text Mark-up Language — «язык
разметки гипертекста»). Выделенные фрагменты Web-страниц именуют гиперссылками. Любая
информация в WWW имеет уникальный адрес, по которому её можно найти, — URL {англ.
Uniform Resource Locator — «унифицированный указатель ресурса»), содержащийся в каждой
гиперссылке. В 1992 г. появились первые браузеры (от англ. browser — «обозреватель») — программы, облегчающие работу с гипертекстовой информацией. Именно браузеры сделали Интернет общедоступным источником знаний. Чтобы получить через Сеть информацию, до появления браузеров нужно было использовать множество различных сложных программ. Для управления каждой из них приходилось помнить и безошибочно вводить с клавиатуры специальные наборы команд. Разных программ требовали передача сообщений электронной почты, работа с документами и информацией, поиск в базах данных Gopher, получение файлов с FTP-узлов и т.
Д.
Браузеры превратились в единую оболочку для всех программ такого типа, а доступ к
информации и её обработка пользователем стали единообразными. Кроме того, поскольку браузеры работают в графическом режиме, практически исчезла необходимость вводить
команды с клавиатуры — достаточно щелчка мыши на нужном слове.
Развитие системы WWW происходило чрезвычайно быстро. Так, в июне 1993 г. в систему Web
входило лишь 130 узлов (компьютеров, использующих для предоставления своей информации
систему WWW). Но через год, в июне 1994 г., их стало 2738, в июне 1995 г. — 23,5 тыс., а в
июне 1996 г. — уже 230 тыс.! Сегодня многие не только не мыслят Интернет без Web, но и
путают их, полагая, что World Wide Web и есть Интернет.
Стандарты для «всемирной паутины» и соответствующих программных средств создаются
всем Интернет-сообществом под руководством международной организации — консорциума
World Wide Web, или, коротко, W3C
ЧТО ЖДЁТ ИНТЕРНЕТ В БУДУЩЕМ
Принято считать, что предел, к которому стремится Интернет, — это так называемая
информационная магистраль (англ. Information Highway). Уже в 10—20-х гг. XXI столетия она
свяжет линиями компьютерной связи каждого человека в мире со всеми остальными людьми и
организациями.
Не выходя из дому, можно будет поговорить, увидеться, вместе поработать над одной задачей с
коллегой, находящимся за тысячи километров; посмотреть в любое удобное время нужный
видеофильм; заказать и оплатить покупки; послать письмо; зарегистрировать автомобиль и т. д.
Иначе говоря, «информационная магистраль», вобрав в себя и развив уже существующие
средства связи, сократит пространство и время, разделяющие людей, и расширит доступный
каждому человеку мир до пределов земного шара. Причём любой человек сможет пользоваться
«информационной магистралью», как сегодня телефоном или телевидением.
Каким бы фантастичным это ни казалось, но уже теперь, в конце XX столетия, Интернет (а ему
суждено раствориться в будущей глобальной системе) в той или иной форме располагает всем
перечисленным. Проводятся видеоконференции, теле- и радиопередачи, есть свои почта и факс,
действуют электронные магазины... Однако пребывание в Сети не всегда доступно по цене,
получение нужной информации порой требует больших затрат времени. Словом, Интернет
должен развиваться и совершенствоваться, чтобы им действительно могли пользоваться все
желающие. К тому же сейчас информационные богатства Сети открыты в основном тем, кто
знает английский — язык межнационального общения в Интернете.

ПРОГРАММЫ
Нужные нам программы (игры, электронные энциклопедии, текстовые редакторы и другие прикладные программы), ради которых, собственно, и приобретают компьютер, нельзя просто так «положить» в него. Сначала на компьютере устанавливают ту или иную операционную систему (ОС) — набор специальных программ, которые должны, в частности, позволить правильно работать одной и той же прикладной программе на компьютерах с различными клавиатурами, мониторами, быстродействием, размерами памяти и т. д. Иначе говоря, ОС обеспечивает интерфейс между прикладными программами и оборудованием, «железом». Кроме того, ОС управляет процессом совместного выполнения программ, не давая им мешать друг другу.
Операционные системы современных компьютеров многослойны, как пирог, и имеют модульное строение. Каждый модуль отвечает за определённый круг задач внутри слоя, к которому относится. Ядро ОС непосредственно взаимодействует с аппаратной частью компьютера, обеспечивает получение и передачу данных из ОЗУ на диски, монитор, клавиатуру, звуковую карту и т. п. Доступ к ядру имеют обычно только служебные программы. Только через них обращается к ядру большинство программ пользовательской части ОС и прикладных программ. Лишь некоторые программы ОС (в основном из пользовательской её части) доступны непосредственно тому, кто сидит за клавиатурой компьютера (как, например, Проводник в MS Windows). ПРОГРАММЫ. ИХ ПИШУТ или выполняют? Словосочетание «программа для ЭВМ» имеет, как минимум, два смысла:
1) план некой деятельности, неких работ компьютера, записанный на каком-либо языке программирования;
2) двоичный код в памяти компьютера, анализируя который компьютер и будет выполнять эти работы. Программа в первом смысле слова превращается в программу во втором смысле слова с помощью компилятора. Компилятор — опять-таки программа, предназначенная для перевода программы, написанной на понятном для людей языке, в программу, понятную компьютеру. Путь от замысла и схемы программы (называемой алгоритмом) к её точному описанию — текстам программы и, наконец, к правильно работающей программе — исполняемому модулю — называется программированием.

Примерно до середины XX в., до появления кибернетики (науки об управлении, информации, компьютерах), господствовало убеждение, что знание о любом объекте или явлении неполноценно и как бы вообще не знание, если мы досконально не выяснили, как объект устроен, откуда он произошёл, как получился и т. д. В общем, с этим трудно спорить, особенно когда в вашем распоряжении неограниченные ресурсы и возможности (люди, время, деньги). Но если требуется быстро спроектировать и построить очень сложную систему, а людей и денег гораздо меньше, чем хотелось бы, так работать нельзя в принципе.
И было введено понятие «чёрный ящик». Оно обозначает любой объект, о внутренней структуре которого ничего не известно, но чьи внешние функции и проявления точно и подробно описаны. Например, никто, кроме разработчиков и производителей, не знает досконально, как именно устроены микросхемы памяти, жёсткие диски и т. п. Однако для того
чтобы использовать эти «чёрные ящики», такого знания, к счастью, и не требуется.
Идея «чёрного ящика» оказалась чрезвычайно плодотворной. С ней связаны понятия «модуль»,
«модульное проектирование», «интерфейс».
Представьте, что вы изобрели и научились производить микропроцессоры (жёсткие диски,
микросхемы памяти — любой из известных компьютерных модулей), которые гораздо лучше
ныне действующих. Если ваш процессор (модуль) пригоден, например, для нынешних
персональных компьютеров (старый вынимаем, новый вставляем, и единственная трудность —
чтобы электростатический разряд с руки не соскочил и не испортил процессор), то считайте —
вы победили. Если же ваша новинка никаким существующим интерфейсам не соответствует,
приготовьтесь к дополнительным усилиям и затратам. Вокруг вашего процессора (модуля) придется, прежде всего, построить компьютер (ведь сам по
себе ваш модуль никому не нужен), а затем уговорить людей его покупать. Но начните с
увольнения вашего главного конструктора: так уже давно никто не работает. Ведь первый
принцип модульного проектирования в том и заключается, чтобы в проекте, разбитом на
независимые блоки-модули, всё было видно заранее, до его реализации: вот модули, которые
мы сделаем сами, эти — купим у того производителя, а другие — у этого.
Следование таким правилам даёт потребителям возможность обновлять свои вычислительные
системы по частям, а не целиком. Разработчикам же позволяет сосредоточиться на том, что у
них лучше всего получается. Они знают, каким должен быть их продукт «снаружи», в какой
среде и как он будет работать, чего можно ожидать от комплектующих, которые придётся
использовать в производстве. Как сделать этот продукт дешевле, надёжнее и быстрее, чем
получается у признанных в данной области авторитетов.
Во всяком компьютере реализуется множество интерфейсов. Во-первых, это интерфейсы
пользователя, различающиеся не только от компьютера к компьютеру, но и от программы к программе. Во-вторых, программные интерфейсы — правила взаимодействия программ и их частей друг с другом. В-третьих, аппаратные и программно-аппаратные интерфейсы. Пользовательский интерфейс программы определяет, как вы будете ею управлять и передавать ей данные для обработки, в какой форме получите результаты её работы. Иначе говоря, пользовательский интерфейс представляет собой аналог панелей управления материальных приборов и устройств. Простейший его вид — интерфейс командной строки, или символьный интерфейс. Пользуясь им, необходимо помнить все «ручки управления» программы, с которой в данный момент приходится работать, и команды, эти «ручки» обозначающие. Захотели какую-нибудь «ручку» повернуть — вводите через клавиатуру её название (т. е. соответствующую команду) и ещё несколько параметров, разъясняющих компьютеру, как именно вы данную «ручку» желаете повернуть. Совсем другое дело — графический интерфейс. Хорошо продуманный, или, как говорят, дружественный, графический интерфейс позволяет сосредоточиться на сути задачи, которую решают с помощью компьютера: не пишут и не читают названия своих действий, а именно выполняют их и видят, как выполняют. Если нужно повернуть какую-нибудь «ручку» на 60° по часовой стрелке, то именно так её и поворачивают (обычно с помощью мыши), наблюдая на экране монитора, как она поворачивается. В принципе можно даже не помнить, как эта «ручка» в точности называется, необходимо лишь знать, как ею пользоваться.