Изучение темы «Локальные компьютерные сети» в 10-м классе средней школы Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

-т

SCIENCE TIME

ИЗУЧЕНИЕ ТЕМЫ «ЛОКАЛЬНЫЕ КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ» В 10-М КЛАССЕ СРЕДНЕЙ ШКОЛЫ

Ковалев Григорий Константинович, Алтайская государственная академия образования имени В.М. Шукшина,

г. Бийск

E-mail: 3doknite@gmail.com

Аннотация. Данная статья посвящена проблеме изучения темы « Локальные компьютерные сети» в 10-м классе средней школы. Предлагается один из вариантов проведения урока по данной теме. Этот урок является вводным - первым в разделе «Коммуникационные технологии». Построен урок на проблемном изложении материала. 9

Ключевые слова: локальные компьютерные сети, шинная топология, топология «звезда», кольцевая топология, портативный компьютер.

Освещение учителем темы «Локальные компьютерные сети» вызывает определенные трудности, так как, с одной стороны, десятиклассникам многое известно, так как они давно являются пользователями ПК и имеют некоторые представления о принципах работы локальных компьютерных сетей. С другой стороны, эти знания отрывочны, бессистемны. Задача учителя на таком уроке не просто излагать информацию, как что-то абсолютно новое для учащихся, а найти золотую середину между известным и неизвестным, идти при изложении материала от тех знаний, которые есть у школьников, и, опираясь на них, предложить теоретическое обоснование известным фактам. Для выполнения этой непростой для учителя задачи, на наш взгляд, может подойти проблемное изложение материала. Вариант такого урока мы и предлагаем далее. Этот урок является вводным - первым в разделе «Коммуникационные технологии» и играет, поэтому важную роль. Урок формирует представления о назначении и принципах построения локальных компьютерных сетей.

Цели и задачи урока

Образовательные:

- сформировать представления о назначении и принципах построения

116

локальных компьютерных сетей;

- сформировать навыки выделения различных типологий локальных компьютерных сетей;

- сформировать знания об основах функционирования локальных компьютерных сетей.

Развивающие:

- развить познавательные и творческие способности учащихся;

- развить образное мышление.

- развивать готовность учащихся к информационно-учебной деятельности, применять инструментальные средства и средства информационных технологий на различных уроках.

Воспитательные:

- воспитывать ответственность за результаты своего труда;

- воспитывать культуру делового общения при совместной работе в группе;

- воспитывать доброжелательное отношение к одноклассникам, нацеленность на результативность обучения.

План урока:

а) организационный момент - 2 мин.;

б) объяснение новой темы - 25 мин.;

в) закрепление нового материала - 8 мин.;

г) подведение итогов урока - 4 мин.;

в) домашнее задание - 1 мин.

Оборудование: Презентация «Компьютерные сети», компьютер, мультимедийный проектор, раздаточный материал.

Учебное пособие: Угринович Н.Д. Информат ика и ИКТ. Базовый уровень. Учебник для 10 класса.- М., 2010.

Ход урока

I. Организационный момент. Приветствие. Проверка готовности учащихся к уроку. Учащимся предлагается в ходе созданной проблемной ситуации самостоятельно определить тему урока и его задачи.

II. Мотивация учебной деятельности. Создание проблемной ситуации.

Учитель предлагает учащимся представить себя новым сотрудником, который пришел работать в недавно созданную небольшую организацию. У каждого сотрудника есть только компьютер. Проблема в том, что каждый сотрудник выполняет только часть заказа фирмы и есть необходимость обмениваться данными с другими сотрудниками, пользоваться принтером и

117

сканером, а периферийные устройства (принтер, сканер) один на весь отдел.

1. Как бы вы организовали обмен информацией между сотрудниками?

2. Какое периферийное оборудование вы бы предложили купить, и в каком количестве?

3. Каждый ли компьютер, на ваш взгляд, должен быть подключен к Интернету?

Учитель подводит учеников к выводу о необходимости соединить компьютеры в сеть.

Учитель: Как называется сеть в одном здании, в школе?

Ученик: Локальная.

Учитель: Сегодня мы изучим локальные компьют ерные сет и. Запишем тему урока. Запишем определение компьютерной сети:

Компьютерная сеть - это система компьютеров, связанная каналами передачи информации. Дадим определение локальным сетям (ЛС), запишем в тетрадь: локальные сети - это небольшие по масштабам компьютерные сети, работающие в пределах одного помещения, здания, на сравнительно небольшом расстоянии.

Далее мы с вами определим назначение локальных компьютерных сетей.

Пусть кто-то попробует.

Ученик (учитель помогает четко сформулировать ответ):

- для обмена информацией;

- для совместного использования периферийного оборудования (принтеров, сканеров, дисков, плоттеров);

- для совместного использования ресурсов компьютеров (файлов, программ, баз данных).

III. Изучение нового материала

Учитель: Компьютеры можно соединять в сеть разными способами. Схема соединения компьютеров в сеть называется топологией сети. Запишем определение.

Существует два основных класса сетей, различаемые по способу объединения компьютеров:

- широковещательная конфигурация (каждый компьютер передает информацию, которая может восприниматься всеми остальными компьютерами данной сети);

- последовательная конфигурация (компьютер может передавать информацию только своему ближайшему соседу).

Наиболее распространенные топологии сетей это:

- шинная топология;

- топология «звезда»;

118

- кольцевая топология.

Рассмотрим наиболее широко распространенные (базовые) топологии. Предложите любые способы соединения компьютеров. Для примера соединим 4 компьютера.

Ученик: Перемещает гот овые элемент ы, соединяет разными способами. Один из вариантов может выглядеть так:

Учитель: Такая схема называется линейная шина. Вариант соединения компьютеров между собой, когда кабель проходит от одного компьютера к другому, последовательно соединяя компьютеры и периферийные устройства между собой.

Срисуем схему и запишем название топологии.

Информация по шине передается на все ПК сети, но принимает ее только тот ПК, для которого эта информация предназначена.

Другой вариант:

Учитель: На что похож а эта схема? Ученик: На кольцо.

Это топология так и называется кольцо. Топология типа «кольцо» подразумевает соединение компьютеров сети замкнутой кривой - каналом передающей среды. Выход одного узла сети соединяется со входом другого.

Зарисуем схему и запишем название схемы.

Информация по замкнутому контуру передается от ПК к ПК. Если некоторый компьютер получает данные, предназначенные не ему, он передает их дальше по кольцу [2]. Адресат предназначенные ему данные никуда не передает.

Что произойдет, если в рассмотренных схемах локальных сетей, выйдет из строя сетевой кабель одного из компьютеров?

Ученик: Сеть перестанет работать.

119

SCIENCE TIME

Учитель: Правильно. Это является основным недостатком сетей, построенных по топологии линейная шина и кольцо. Выходом из этой ситуации является другая топология. Что напоминает вам эта фигура?

Ученик: Звезду.

Учитель: Действительно, очень похоже на звезду. Нарисуйте схему и запишите определение: конфигурацией типа «звезда» называется вариант соединения, когда к каждому компьютеру подходит отдельный кабель, из одного центрального узла.

Учитель: Как называется центральное устройство, к которому подключаются все сетевые кабели? (Если не получен правильный ответ, то найти ответ предлагается в учебнике.)

В случае топологии «звезда» каждый компьютер через специальный сетевой адаптер подключается отдельным кабелем к центральному узлу. Центральным узлом служит пассивный соединитель или активный повторитель. Обычно при такой схеме соединения центральным узлом является более мощный компьютер.

Рассмотренные нами схемы называются одноранговыми. Почему?

Ученики: Предлагают свои варианты ответов.

Учитель: Одноранговая - это значит, что все компьютеры в сети равноправны. Пользователь самостоятельно решает, какие ресурсы своего компьютера сделать общедоступными.

Учитель: Если к локальной сет и подключено более 10 компьютеров, одноранговая сеть может оказаться недостаточно производительной. Для увеличения производительности, а также в целях обеспечения большей надежности хранения информации в сети выделяется мощный компьютер для хранения файлов и программ. Такой компьютер называется сервер, а локальная сеть - сетью на основе сервера.

120

Cl

О

c£ —

О

О

Учитель: Нарисуем схему в тетради и запишем её название: локальная сеть на основе сервера. Как называется такая топология?

Ученик: Топология звезда.

Учитель: Для подключения портативных компьютеров (ноутбуков) часто используют беспроводное подключение, при котором передача данных осуществляется с помощью электромагнитных волн. В беспроводных локальных сетях в качестве центрального устройства используется точка доступа.

Учитель: Каждый компьютер или принтер, подключённый к локальной сети, должен иметь специальную плату (сетевой адаптер). Основной функцией сетевого адаптера является передача и приём информации из сети. В проводных локальных сетях соединение компьютеров производится с помощью кабеля. Кабели подключаются к сетевым адаптерам, которые могут обеспечить скорость передачи данных 10 Мбит/с, 100 Мбит/с или 1000 Мбит/с.

Беспроводные сети типа Wi-Fi могут обеспечить скорость передачи данных до 54 Мбит/с, однако скорость зависит от количества подключенных компьютеров и от расстояния до точки доступа.

Современные версии ОС обладают встроенными сетевыми

121

возможностями, которые делают подключение к локальной сети простым и быстрым.

Учитель: Подведем промежуточный итог. Мы рассмотрели с вами следующее:

а) назначение локальных компьютерных сетей;

б) принципы построения локальных компьютерных сетей;

в) принципы функционирования локальных компьютерных сетей.

Учитель: Несколько небольших локальных сетей могут быть объединены

в единую локальную сеть. Каждая такая небольшая сеть будет сегментом единой сети. Объединяющим устройством является маршрутизатор [1]. Он передает информацию по всей сети. (Концентратор или коммутатор передают информации только в пределах сегмента).

При первом включении маршрутизатор начинает работать в режиме обучения. Он получает данные и передает их на все компьютеры сети. Через некоторое время на основе анализа передачи данных он строит таблицу, в которую заносит номера своих портов и номера компьютеров сети. В том случае, если сеть состоит из нескольких сегментов, то таблица маршрутизатора состоит из адреса сегмента и адреса компьютера.

IV. Подведение итогов урока

Учитель проводит фронтальный опрос.

1. Дайте определение понятию «топология сети».

2. Какие два основных класса сетей, различаемые по способу объединения компьютеров вы знаете?

3. Назовите наиболее распространенные топологии сетей.

4. Сформулируйте основную функцию сетевого адаптера.

5. Какой компьютер называется сервер?

Тема следующего урока: «Глобальная сеть Интернет».

V. Домашнее задание

Учитель: Предлагаю организоват ь 4 группы для выполнения домашнего задания. Каждая группа опишет свой вариант построения сети в новом компьютерном классе, проведет ориентировочный расчет стоимости, обоснует преимущества и недостатки своего варианта.

Учитель: Раздает задание каж дой группе.

1 группа. Описать одноранговую локальную сеть с топологией линейная

шина.

2 группа. Описать одноранговую локальную сеть с топологией звезда.

3 группа. Описать локальную сеть на основе сервера.

4 группа. Описать беспроводную локальную сеть для портативных

122

компьютеров.

Задание

1. Представить схему сети.

2. Указать оборудование, необходимое для создания сети [3].

3. Указать стоимость. Цены на оборудование взять с соответствующих сайтов, воспользовавшись Интернетом. (Стоимость компьютеров, которые будут объединены в сеть, не учитывать.)

4. Схема расположения компьютеров в новом классе будет аналогична нашему компьютерному классу. Размер класс 12 м х 6 м.

5. На основе анализа описания сети сделать выводы.

Схема сети Недостатки Преимущества

Оборудование Стоимость

Общая стоимость оборудования

Выводы:

Литература:

1. Поляков К.Ю., Еремин Е.А. Информатика. 10 класс. Углубленный уровень. В 2 ч. М.: 2013 — Ч.1 - 344с.

2. Семакин И. Г. , Хеннер Е. К. , Шеина Т. Ю. Информатика и ИКТ. Базовый уровень. 10-11 классы: методическое пособие. М.: 2013. 8-е изд. - 120 с.

3. Информатика. Теория (с задачами и решениями). Шауцукова Л.З. Информатика 10-11. — М.: Просвещение, 2000 г. - 279с.

123