ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ Κ. Δεμέστιχας Εργαστήριο Πληροφορικής Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών Επικοινωνία μέσω e-mail: cdemest@aua.gr, cdemest@cn.ntua.gr Διαφάνειες: Καθ. Νικόλαος Λορέντζος 1
10. ΔΙΚΤΥΑ Η/Υ ΠΟΛΥΜΕΣΑ Η/Υ 2
Είδη Δικτύων 3
Δίκτυο Η/Υ Η/Υ που επικοινωνούν μεταξύ τους, ανταλλάσσουν δεδομένα και μοιράζονται περιφερειακές συσκευές. Κάθε σταθμός έχει μια μοναδική ταυτότητα (διεύθυνση). Ο σταθμός που στέλνει δεδομένα τοποθετεί σε αυτά την ταυτότητά του και τις διευθύνσεις των παραληπτών. 4
Είδη Δικτύων Τοπικό Δίκτυο (Local Area Network LAN) Μητροπολιτικό Δίκτυο (Metropolitan Area Network MAN) Δίκτυο Ευρείας Περιοχής (Wide Area Network WAN) Διαδίκτυο 5
Τοπικό Δίκτυο Το δίκτυο των γραφείων ενός κτιρίου ενός οργανισμού ή μιας επιχείρησης Καλύπτει ανάγκες διασύνδεσης υπολογιστών σε μικρές αποστάσεις (δωμάτια, κτίριο, περιοχή έως 1 χλμ.) Ιδιωτικά μέσα μετάδοσης 6
Μητροπολιτικό Δίκτυο Ένα για κάθε πόλη. Πολλά μητροπολιτικά δίκτυα. 7
Δίκτυο Ευρείας Περιοχής Καλύπτει ανάγκες δικτύωσης Η/Υ σε μεγάλες αποστάσεις. Μπορεί να εκτείνεται σε μια ή και περισσότερες πόλεις χώρες ή ηπείρους. Μπορεί να συνδέει περισσότερα από ένα τοπικά δίκτυα, ομάδες τοπικών δικτύων και αυτόνομους υπολογιστές που βρίσκονται σε μεγάλες αποστάσεις. 8
Δίκτυο Ευρείας Περιοχής GUNET: Συνδέει τα Πανεπιστημία της Ελλάδος 9
Δίκτυο Ευρείας Περιοχής GEAN 2: Συνδέει τα ερευνητικά κέντρα τουλάχιστον 34 χωρών της Ευρώπης. 10
Διαδίκτυο Συνδέει δίκτυα και Η/Υ διαφορετικής τεχνολογίας και λειτουργικών συστημάτων. 11
Τοπολογίες Τοπικών Δικτύων 12
Τοπολογίες Τοπικών Δικτύων Κάθε σταθμός έχει μια μοναδική ταυτότητα (διεύθυνση). Ο σταθμός που στέλνει δεδομένα τοποθετεί σε αυτά την ταυτότητά του και τις διευθύνσεις των παραληπτών. 13
Τοπολογία Αρτηρίας Όλοι οι σταθμοί συνδέονται πάνω σε ένα καλώδιο, την αρτηρία. Ο σταθμός που εκπέμπει, τοποθετεί τα δεδομένα στην αρτηρία. Τα δεδομένα κινούνται προς τις δυο κατευθύνσεις. Κάθε σταθμός που είναι παραλήπτης, παραλαμβάνει τα δεδομένα. Κάθε σταθμός που δεν είναι παραλήπτης, απλά αγνοεί τα δεδομένα. 14
Τοπολογία Αρτηρίας Για μικρά δίκτυα, με μικρή κίνηση δεδομένων, γιατί υπάρχει περιορισμός στον αριθμό των υπολογιστών και στο μήκος της καλωδίωσης. Πλεονέκτημα: Αν τεθεί εκτός λειτουργίας ένας σταθμός δεν επηρεάζεται η λειτουργία του δικτύου. Μειονέκτημα: Αν καταστραφεί η αρτηρία το δίκτυο καταρρέει. 15
Τοπολογία Δακτυλίου Οι Η/Υ συνδέονται σε σχήμα δακτυλίου. Τα δεδομένα κινούνται πάντοτε προς την ίδια κατεύθυνση. Αν ένας σταθμός είναι παραλήπτης παραλαμβάνει τα δεδομένα. Αν δεν είναι παραλήπτης αναμεταδίδει τα δεδομένα στον επόμενο Η/Υ. 16
Τοπολογία Δακτυλίου Πλεονέκτημα: Αν κοπεί το καλώδιο το δίκτυο δεν καταστρέφεται ολοσχερώς. Μειονέκτημα: Αν τεθεί εκτός λειτουργίας ένας σταθμός το δίκτυο καταρρέει. 17
Τοπολογία Αστέρα Οι Η/Υ συνδέονται με ένα, συνήθως ισχυρότερο, ειδικό Η/Υ, τον κόμβο μεταγωγής. Όλα τα μηνύματα στέλνονται στον κόμβο. Ο κόμβος αναμεταδίδει τα δεδομένα στους αποδέκτες. 18
Τοπολογία Αστέρα Πλεονέκτημα: Η τοπολογία με τις καλύτερες ταχύτητες μετάδοσης δεδομένων. Μειονέκτημα: Αν ο εξυπηρετητής υποστεί βλάβη το δίκτυο καταρρέει. 19
Διαδίκτυο 20
Διαδίκτυο (Internet) Το πιο γνωστό Διαδίκτυο είναι το Internet (International Network), που αποτελεί το μεγαλύτερο δίκτυο του πλανήτη. 21
Πρωτόκολλα Επικοινωνίας στο Internet Πρωτόκολλο επικοινωνίας: Σύνολο προδιαγραφών που αφορούν στον τρόπο επικοινωνίας. Το βασικό πρωτόκολλο που χρησιμοποιείται στο Internet είναι το TCP/IP. Το μεγαλύτερο πλεονέκτημα του TCP/IP είναι ότι επιτρέπει σχεδόν απεριόριστη αύξηση στο μέγεθος του δικτύου. 22
Στοίβα Πρωτοκόλλων Αντιστοίχιση της στοίβας πρωτοκόλλων TCP/IP με το μοντέλο αναφοράς OSI 23
Στοίβα Πρωτοκόλλων Ιεραρχική οργάνωση των πρωτοκόλλων σε επίπεδα/στρώματα επικοινωνίας 24
Διασύνδεση μέσω του Internet Τοπικά Δίκτυα Δίκτυα Ευρείας Περιοχής Internet 25
Πάροχοι ΧΡΗΣΤΕΣ ΚΟΜΒΟΙ ΔΡΟΜΟΛΟΓΗΤΗΣ ΠΑΡΟΧΟΣ ΔΡΟΜΟΛΟΓΗΤΗΣ ΔΡΟΜΟΛΟΓΗΤΗΣ Η παροχή υπηρεσιών internet εξασφαλίζεται από τους παρόχους υπηρεσιών Internet (ISP). Οι πάροχοι είναι εταιρείες που έχουν νοικιάσει τηλεπικοινωνιακές γραμμές από τους τηλεπικοινωνιακούς οργανισμούς της χώρας τους. 26
Πάροχοι Οι πάροχοι του INTERNET διαθέτουν: ΕΞΥΠΗΡΕΤΗΤΕΣ: WEB (Για πληροφορίες παγκόσμιου ιστού). MAIL (Υποστήριξη ηλεκτρονικού ταχυδρομείου). FTP (Για μεταφορά αρχείων). ΔΡΟΜΟΛΟΓΗΤΕΣ: ROUTERS MODEMS Συνδέονται πάνω στους δρομολογητές και εξασφαλίζουν τις λειτουργίες δρομολόγησης των πληροφοριών μέσα στο δίκτυο. 27
Υπηρεσίες Διαδικτύου 28
Βασικές Υπηρεσίες Διαδικτύου Ηλεκτρονικό Ταχυδρομείο Μεταφορά Αρχείων Παγκόσμιος Ιστός Τηλεσύνδεση με Η/Υ Ειδησεογραφικές Ομάδες Συνομιλία 29
Ηλεκτρονικό Ταχυδρομείο Μετάδοση μηνυμάτων σε μορφή κειμένου. Δυνατότητα συνημμένων αρχείων (κείμενο, προγράμματα, γραφικά, εικόνες, περιορισμένου μεγέθους). 30
Ηλεκτρονικό Ταχυδρομείο Ταχύτητα Ένα ηλεκτρονικό μήνυμα μπορεί να φτάσει σε οποιοδήποτε μέρος του κόσμου σε λίγα λεπτά. Οικονομία Μπορούμε να στείλουμε μεγάλο αριθμό δεδομένων σε πολλούς χρήστες ταυτόχρονα, χωρίς ιδιαίτερο κόστος. 31
Μεταφορά Αρχείων Πρωτόκολλο Μεταφοράς Αρχείων (File Transfer Protocol-FTP) Μεταφορά αρχείων από έναν Η/Υ σε άλλον, μέσω Internet Βιβλιοθήκες πληροφοριών και λογισμικού κοινής χρήσεως διαδίδουν λογισμικό και έντυπο υλικό σε απλούς χρήστες. 32
Παγκόσμιος Ιστός Ο παγκόσμιος ιστός (World Wide Web ή www) είναι ένα ανοιχτό σύστημα διασυνδεδεμένων πληροφοριών και πολυμεσικού περιεχομένου, που επιτρέπει στους χρήστες του Διαδικτύου να αναζητήσουν πληροφορίες μεταβαίνοντας από ένα έγγραφο στο άλλο Είναι η πιο διαδεδομένη υπηρεσία του Διαδικτύου 33
Τηλεσύνδεση με Η/Υ Πρόσβαση από έναν Η/Υ σε έναν άλλο, απομακρυσμένο (telnet) Οι χρήστες μπορούν να έχουν πρόσβαση σε υπερυπολογιστές, τους οποίους διαθέτουν μόνο λίγα Πανεπιστήμια και Ερευνητικά Κέντρα. 34
Ειδησεογραφικές Ομάδες Η υπηρεσία ειδησεογραφικών ομάδων (newsgroups) επιτρέπει τη συζήτηση ομάδων σε συγκεκριμένα θέματα. Οι χρήστες επιλέγουν και ανταλλάσσουν σκέψεις και απόψεις μεταξύ τους με κείμενα (αθλητικά, πολιτικά, ψυχαγωγικά). 35
Συνομιλία Η υπηρεσία συνομιλίας (chat) επιτρέπει στους χρήστες της να συμμετέχουν σε συζητήσεις ή και διασκέψεις πάνω σε διάφορα θέματα. 36
Συνομιλία Οι συνομιλίες γίνονται φωνητικά. Συμπληρωματικά, χρησιμοποιείται το πληκτρολόγιο και το ποντίκι. 37
Τηλεματικές Υπηρεσίες 38
Τηλεματικές Υπηρεσίες Τηλεκπαίδευση/Τηλεμάθηση (Τeleteaching - Τelelearning) Τηλεδιάσκεψη (Videocomference) Τηλεργασία (teleworking) Τηλεειδοποίηση (paging) Τηλεξυπηρέτηση (teleservice) Κινητή Τηλεφωνία (Mobile Telecommunication) Τηλεομοιοτυπία (telefax fax) Τηλεκειμενογραφία (teletext) Ταχυτηλετυπία(telex) Τηλεεικονογραφία (videotex) 39
Τηλεκπαίδευση/Τηλεμάθηση Εκπαίδευση φοιτητών, μαθητών, εργαζομένων κλπ, χωρίς τη φυσική τους παρουσία στο χώρο εκπαίδευσης/διδασκαλίας Ασύγχρονη Τηλεκπαίδευση - Ο εκπαιδευόμενος παρακολουθεί το μάθημα στην ώρα της αρεσκείας του (π.χ. εγγραφή διδασκαλίας σε ταινία). - Ερωτήσεις μέσω ηλεκτρονικών μηνυμάτων. Σύγχρονη Τηλεκπαίδευση - Ο εκπαιδευόμενος παρακολουθεί το μάθημα ακριβώς την ώρα που γίνεται. - Ερωτήσεις σε πραγματικό χρόνο. - Απαιτείται η παρουσία τεχνικού. Σημαντική για άτομα με ειδικές ανάγκες. 40
Τηλεδιάσκεψη Οπτικοακουστική επικοινωνία με άλλα άτομα σε οποιοδήποτε μέρος του κόσμου, χωρίς μετακινήσεις (skype, email, ftp). Επιτρέπει τη ζωντανή και άμεση οπτική και φωνητική επικοινωνία με άλλα άτομα, που βρίσκονται μακριά, μέσω οθονών και λοιπών συσκευών (κάμερες, μεγάφωνα) που εγκαθίστανται σε κατάλληλα διαμορφωμένες αίθουσες Πλεονεκτήματα: Εξοικονόμηση χρόνου και δαπανών, περισσότερες συσκέψεις, ταχύτερη ανταλλαγή πληροφοριών για τη λήψη αποφάσεων. 41
Τηλεργασία Ο εργαζόμενος εργάζεται από το σπίτι του και συνεργάζεται σε πραγματικό χρόνο με τα μέλη μιας ομάδας εργασίας, καθένα των οποίων βρίσκεται σε διαφορετικό φυσικό χώρο (skype, email, ftp). Πλεονεκτήματα: Εξοικονόμηση χρόνου, χώρου, δαπανών μεταφοράς, ταυτόχρονη δυνατότητα φροντίδας ατόμων, ρύθμιση του χρόνου απασχόλησης. Σημαντική για άτομα με ειδικές ανάγκες. 42
Τηλεξυπηρέτηση Αφορά στις υπηρεσίες που παρέχουν οι Δημόσιες Υπηρεσίες και λοιποί Οργανισμοί. Οι συναλλασσόμενοι (κάτοικοι απομακρυσμένων αγροτικών περιοχών) μπορούν να εξυπηρετούνται άμεσα, χωρίς ταλαιπωρία και έξοδα μεταφοράς. Οι φορείς παροχής υπηρεσιών δεν αντιμετωπίζουν συνωστιζόμενους πολίτες και δεν απασχολούν προσωπικό που σηκώνει τηλέφωνα. Σημαντικές Υπηρεσίες: Τηλεβιβλιοθήκη, Τηλεϊατρική, Τηλεδιάγνωση. 43
Τηλεειδοποίηση Ο ειδοποιούμενος φέρει δέκτης τηλεειδοποίησης. Ηχητικό σήμα τον ενημερώνει ότι πρέπει να επικοινωνήσει άμεσα με άτομο του επαγγελματικού ή άλλου χώρου. Περιορισμένη εμβέλεια. 44
Κινητή Τηλεφωνία 45
Τηλεομοιοτυπία Υποστηρίζει την μετάδοση / λήψη κειμένων και σχημάτων μέσω κατάλληλων συσκευών (συσκευές fax) ή Η/Υπου διαθέτουν κατάλληλη κάρτα fax / modem και είναι συνδεδεμένοι σε δίκτυο. Η συσκευή περιλαμβάνει πομπό και δείκτη. Στον πομπό ένας ανιχνευτής (scanner) διαβάζει το κείμενο από το χαρτί και το μετατρέπει σε ψηφιακά δεδομένα το οποία στη συνέχεια ένας μετατροπέας τα μετατρέπει σε μορφή που μπορεί να μεταδοθεί, μέσω του τηλεματικού δικτύου, ως σήμα. Ο δέκτης περιλαμβάνει μετατροπέα για την μετατροπή του λαμβανόμενου σώματος και εκτυπωτικό μηχάνημα για την τελική απόδοση του. 46
Τηλεκειμενογραφία Με συνεχή κυκλική εκπομπή, αποστέλλει στους χρήστες μέσω διαύλων τις πληροφορίες που διαθέτει στη βάση δεδομένων. Ο τρόπος εκπομπής διευρύνει τον αριθμό των χρηστών. Ο χρήστης δεν επιβαρύνεται με πρόσθετο κόστος. 47
Ταχυτηλετυπία Επιτρέπει τη γρήγορη ανταλλαγή κειμένων και αποτελεί νεότερη έκδοση του παραδοσιακού telex. Η γρήγορη ανταλλαγή κειμένων εξασφαλίζεται αφενός από τους επεξεργαστές κειμένου που χρησιμοποιούνται και αφετέρου από τη δικτύωση των Η/Υ. Η υπηρεσία μπορεί να υποστηριχτεί και από το τηλεφωνικό δίκτυο με τη χρήση των απαραίτητων μετατροπέων (modems). 48
Τηλεεικονογραφία Η εγκατάσταση των συστημάτων αυτών απέβλεπε στην παροχή, διανομή και ανταλλαγή πληροφοριών με γρήγορο τρόπο καi χαμηλό κόστος, όπως το τηλέφωνο. Οι πληροφορίες που παρασχέθηκαν από τα πρώτα συστήματα αφορούσαν στις δημόσιες υπηρεσίες, στις συγκοινωνιακές υπηρεσίες, στους συνδρομητές τηλεφώνων, στους τραπεζικούς λογαριασμούς. Το HELLASTEL είναι η εμπορική ονομασία του συστήματος τηλεεικονογραφίας στην χώρα μας. 49
Πολυμέσα (Κείμενο Εικόνα Ήχος Βίντεο) 50
Απλό Κείμενο Κείμενο με γραμμική δομή Quantum computer A quantum computer is a device for computation that makes direct use of quantum mechanical phenomena, such as superposition and entaglement, to perform operations on data. The basic principle behind quantum computation is that quantum properties can be used to represent data and perform operations on these data. A theoretical model is the quantum Turing machine, also known as the universal quantum computer. Although quantum computing is still in its infancy, experiments have been carried out in which quantum computational operations were executed on a very small number of qbits (quantum bit). Δομή ΚΕΙΜΕΝΟ 51
Υπερκείμενο Κείμενο με δενδροειδή δομή Quantum computer A quantum computer is a device for computation that makes direct use of quantum mechanical phenomena, such as superposition and entanglement, to perform operations on data. The basic principle behind quantum computation is that quantum properties can be used to represent data and perform operations on these data. A theoretical model is the quantum Turing machine, also known as the universal quantum computer. Although quantum computing is still in its infancy, experiments have been carried out in which quantum computational operations were executed on a very small number of qubits (quantum bit). 52
Κόμβοι Σύνδεσμοι Δομή Υπερκειμένου ΚΕΙΜΕΝΟ ΚΕΙΜΕΝΟ ΚΕΙΜΕΝΟ KEIMENO KEIMENO ΚΕΙΜΕΝΟ ΚΕΙΜΕΝΟ ΚΕΙΜΕΝΟ ΚΕΙΜΕΝΟ ΚΕΙΜΕΝΟ ΚΕΙΜΕΝΟ ΚΕΙΜΕΝΟ ΚΕΙΜΕΝΟ Quantum computer A quantum computer is a device for computation that makes direct use of quantum mechanical phenomena, such as superposition and entanglement, to perform operations on data. Εφαρμογές: Ψηφιακό κείμενο στο Διαδίκτυο (Παγκόσμιος Ιστός) 53
ΓΡΑΦΙΚΑ (GRAPHICS) Εικόνες διαφόρων μορφών όπως - φωτογραφίες, - διαγράμματα, - σχέδια (σταθερά και κινούμενα) 54
Εικόνα Εικονοστοιχείο (pixel): Η ελάχιστη ποσότητα οπτικής πληροφορίας που μπορεί να εμφανισθεί στην οθόνη. Κάθε εικονοστοιχείο αναπαριστά ένα χρώμα ή μια απόχρωση. Όλα μαζί τα εικονοστοιχεία σχηματίζουν την εικόνα. Εικόνες Η/Υ: Χαρτογραφικές και Διανυσματικές 55
Χαρτογραφική ή Ψηφιογραφική Εικόνα Αποτελείται από κουκίδες σταθερών γεμισμάτων. Ολόκληρη η εικόνα είναι ένα σώμα, δεν αποτελείται από επί μέρους αντικείμενα. Περιορισμένη τροποποίηση των επιμέρους στοιχείων της εικόνας. Αλλαγή της ανάλυσης της οθόνης ή αύξηση του μεγέθους της εικόνας προκαλεί παραμορφώσεις. 56
Αποτελείται από σύνολο γραμμών και γεμισμάτων (δεν σχηματίζεται από κουκίδες χαρτογραφικής μορφής). Βασίζεται σε ειδικά μαθηματικά μοντέλα σχεδίασης (υπολογιστική γεωμετρία). Για απαιτητικές εφαρμογές Δυνατότητα εύκολης τροποποίησης της εικόνας Δυνατότητα μεγέθυνσης εικόνας, χωρίς παραμορφώσεις Μικρό μέγεθος αρχείου Διανυσματική Εικόνα 57
Κατηγορίες Προγραμμάτων Γραφικών Χαρτογραφικού Σχεδίου Απλά προγράμματα ζωγραφικής, συνήθως περιορισμένων δυνατοτήτων. Εισαγωγικά εκπαιδευτικά εργαλεία Διανυσματικού Σχεδίου Αυξημένων δυνατοτήτων, επαγγελματικά (για γραφίστες) 58
Κατηγορίες Προγραμμάτων Γραφικών Εκδόσεων Γραφείου: Ενσωμάτωση γραφικών σε κείμενα (εφημερίδες, περιοδικά, βιβλία) Σχεδίασης: Διανυσματικά, για μηχανικούς κλπ Παρουσίασης: Για προβολές και παρουσιάσεις σε αίθουσες εκπαιδεύσεως και συνεδριάσεων. Επεξεργασίας Εικόνας Κίνησης: Συνένωση καρέ εικόνων, για απόδοση κίνησης. 59
Προγράμματα Επεξεργασίας Εικόνας Ήχου Βίντεο 60
Πολυμέσα Πολλαπλά μέσα, που διεγείρουν κυρίως τις αισθήσεις οράσεως και ακοής. Χρήση σε κείμενο, εικόνα, βίντεο, ήχο Δομή - Γραμμική (Σειριακή) - Δενδροειδής 61
Γραμμική (Σειριακή) Δομή Πολυμέσων ΚΕΙΜΕΝΟ EIKONA ΚΕΙΜΕΝΟ ΒΙΝΤΕΟ ΚΕΙΜΕΝΟ ΗΧΟΣ Απλές εφαρμογές πολυμέσων, όπως στα βιβλία 62
Δενδροειδής Δομή Πολυμέσων ΚΕΙΜΕΝΟ ΚΕΙΜΕΝΟ ΚΕΙΜΕΝΟ KEIMENO KEIMENO ΚΕΙΜΕΝΟ ΚΕΙΜΕΝΟ ΒΙΝΤΕΟ ΗΧΟΣ ΒΙΝΤΕΟ ΕΙΚΟΝΑ BINTEO ΚΕΙΜΕΝΟ Εφαρμογές: Σε ψηφιακό κείμενο, παρουσιάσεις, στο Διαδίκτυο 63