Δίκτυα Ηλεκτρονικών Υπολογιστών Γουρζής Στάθης – Φυσικός ( Άρθρα δημοσιευμένα στην εφημερίδα « Λευκαδίτικος Λόγος» - Ιανουάριος 2000 )
Το 1980 κυκλοφόρησε στην παγκόσμια αγορά ο πρώτος προσωπικός ηλεκτρονικός υπολογιστής, το πρώτο PC, (Personal Computer), με κατασκευαστή την αμερικανική εταιρεία ΙΒΜ. Ο υπολογιστής αυτός αποτελούνταν από την κεντρική μονάδα, (το κουτί που περιέχει τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα), την οθόνη και το πληκτρολόγιο. Η ταχύτητα του επεξεργαστή που διέθετε ο πρώτος computer βρισκόταν στα 4 MHz, που σήμαινε ότι μπορούσε να πραγματοποιήσει μέχρι και 4.000.000 μαθηματικούς υπολογισμούς μέσα σε ένα δευτερόλεπτο. Από την εποχή εκείνη, και για τις επόμενες δύο δεκαετίες έως σήμερα, οι ηλεκτρονικοί υπολογιστές και η τεχνολογία που τους δημιούργησε, δεν έπαψαν να εξελίσσονται και να βελτιώνονται διαρκώς. Για παράδειγμα, οι επεξεργαστές που έχουν τα σημερινά computers έχουν ταχύτητα 733 Mhz και χρησιμοποιούνται σχεδόν σε όλες τις δραστηριότητες στις σύγχρονες κοινωνίες. Τα computers στην σημερινή εποχή αποτελούνται ακόμα από την βασική εκείνη σύνθεση, αλλά έχουν προστεθεί σε αυτή πολλά και σημαντικά καινούργια εξαρτήματα. Το ποντίκι, (mouse), οι σκληροί δίσκοι, (hard disks), οι κάρτες ήχου, (sound cards), οι κάρτες για τα γραφικά, (graphic cards), οι εκτυπωτές, (printers), τα ηχεία, (speakers), οι οδηγοί των CD’s, (CD-ROM Drives) και η επεκταμένη μνήμη, (extended memory - RAM), είναι μέρη πια της βασικής σύνθεσης ενός ηλεκτρονικού υπολογιστή. Όλα αυτά τα καινούργια εξαρτήματα προστέθηκαν κυρίως κατά την δεκαετία του ’80, που ξεκίνησε η ευρεία κυκλοφορία και εφαρμογή των ηλεκτρονικών υπολογιστών σχεδόν σε κάθε οικονομική δραστηριότητα. Η χρησιμότητα των ηλεκτρονικών υπολογιστών αποδείχτηκε σε κάθε τομέα όπου εφαρμόστηκε η τεχνολογία τους και η ταχύτητα, με την οποία διεκπεραίωναν κάθε είδους εργασία, τους έκανε απαραίτητους για την περαιτέρω εξέλιξη όλων των σύγχρονων επιχειρήσεων. Το PC εμελλε να κατακτήσει όλων των ειδών τις δραστηριότητες μέσα σε ένα κόσμο που άλλαζε με ραγδαίους ρυθμούς και καθοριζόταν από τα επιτεύγματα της τεχνολογίας με την βοήθεια της Φυσικής και των Μαθηματικών. Η μεγάλη καινοτομία της δεκαετίας του ’90 στην εφαρμογή των computers,όμως, δεν ήταν η μετατροπή τους σε πηγές επεξεργασίας ήχου και εικόνας, σε υπολογιστές με πολυμέσα, (multimedia), αλλά η σύνδεσή τους σε μεγάλες ομάδες που αποκαλέστηκαν δίκτυα, (networks). Την πρώτη εντυπωσιακή εφαρμογή είχαμε με το παγκόσμιο, και πασίγνωστο πλέον, Διαδίκτυο, το Internet. Το πλανητικό δίκτυο των συνδεδεμένων computers δεν είναι παρά η ένωση εκατοντάδων μικρότερων δικτύων που είχαν αναπτυχθεί σε πόλεις και κράτη που προηγμένου τεχνολογικά κόσμου. Όμως το Internet είναι ένα δίκτυο ευρείας περιοχής, (WAN – Wide Area Network), ένα δίκτυο που ενώνει μεγάλες περιοχές, διαφορετικές πόλεις ακόμα και ξεχωριστούς νομούς ή κράτη. Τα δίκτυα που αναπτύσσονται με γοργούς ρυθμούς και βρίσκουν εφαρμογή στην σύγχρονη οικονομία, είναι περισσότερο τα τοπικά δίκτυα ηλεκτρονικών υπολογιστών, τα λεγόμενα LAN, (Local Area Networks). Τοπικό δίκτυο ηλεκτρονικών υπολογιστών λέγεται ένας ορισμένος αριθμός computers σε κοντινές μεταξύ τους αποστάσεις, που έχουν συνδεθεί μεταξύ τους. Τα computers αυτά μπορούν να βρίσκονται στον ίδιο χώρο, σε ένα δωμάτιο ή ένα γραφείο, αλλά και σε διαφορετικούς, που δεν απέχουν όμως πολύ μεταξύ τους, π.χ. ταμείο, λογιστήριο και γραφείο διεύθυνσης σε μια μικρή επιχείρηση. Όλοι οι ηλεκτρονικοί υπολογιστές που σχηματίζουν το δίκτυο συνδέονται με ένα κεντρικό υπολογιστή, που διαθέτει ιδιαίτερα αυξημένη ισχύ, και λέγεται εξυπηρετητής, (server). Τα άλλα μηχανήματα που λέγονται και σταθμοί εργασίας, (workstations), επικοινωνούν με τον server και χρησιμοποιούν από κοινού και τα προγράμματα, (software), και πολλά από τα ηλεκτρονικά του εξαρτήματά του, (devices). Τα τελευταία 10 χρόνια οι ηλεκτρονικοί υπολογιστές που βασίζονται στα λειτουργικά σειστήκατά του MS-DOS και των Windows, (3.1 - 95 - 98), έχουν γίνει αναπόσπαστο εξάρτημα του επιχειρηματικού κόσμου. Μέχρι πρόσφατα, όμως, δεν υπήρχε η δυνατότητα να συνδεθούν οι υπολογιστικές μονάδες και να αποκτήσουν τα πλεονεκτήματα του δικτύου. Από την έκδοση του MS-DOS 3.1 και με την εμφάνιση των επεξεργαστών 80386 και 80486 της Intel, (από τα μέσα της δεκαετίας του ‘80), η τεχνολογία των δικτύων γνώρισε μεγάλη ανάπτυξη και έφαρ-
μόζεται πλέον με μικρό σχετικά κόστος και χωρίς να απαιτείται μεγάλο χρονικό διάστημα εγκατάστασης. Τα Δίκτυα Τοπικής Περιοχής, (Local Area Networks - LAN) όπως λέγονται επίσημα, είναι εκείνα που έχουν τις περισσότερες εφαρμογές στις σημερινές επιχειρήσεις και για αυτό τον λόγο έχει αναπτυχθεί πάρα πολύ η τεχνολογία που τα υποστηρίζει. Οι αλλαγές στα υπολογιστικά συστήματα και στα προγράμματα που χρησιμοποιούνται είναι ραγδαίες και παρουσιάζουν σημαντικές διαφορές, μέσα σε διάστημα μερικών χρόνων ή και λίγων μηνών. Ο ανταγωνισμός οδηγεί τις κατασκευάστριες εταιρείες να παράγουν διαρκώς καινούργιους υπολογιστές και νέα λειτουργικά συστήματα, ώστε να καλύπτουν με τον πιο κατάλληλο τρόπο τις ανάγκες και τις απαιτήσεις της αγοράς. Οι διαφορές στην ανάπτυξη της κάθε καινούργιας τεχνολογίας είναι μεγάλες και συχνά απαιτούν την προσαρμογή του προσωπικού τους στις νέες τεχνικές που χρησιμοποιούνται. Από αυτή την άποψη, δεν νοείται ειδικός κατασκευής, εγκατάστασης και ελέγχου δικτύων που να μην γνωρίζει και να μην παρακολουθεί τις τελευταίες εξελίξεις στον χώρο. Η τεχνολογία των δικτύων δεν έχει πάρει ακόμα μία συγκεκριμένη παγκόσμια μορφή και γι’ αυτό το λόγο κρίνεται απαραίτητη η διαρκής ενημέρωση των χρηστών. Ο ανταγωνισμός της παγκόσμιας αγοράς, στο άμεσο μέλλον, δεν θα επιτρέψει, το πιθανότερο την ενοποίηση των προδιαγραφών για τα δίκτυα και οι εταιρείες θα εξακολουθήσουν να αναπτύσσουν τα δικά τους πρότυπα λειτουργίας. Το άρθρο αυτό περιγράφει κυρίως τα τοπικά δίκτυα των ηλεκτρονικών υπολογιστών, όπως αυτά έχουν αναπτυχθεί μέχρι σήμερα, και αναφέρει τα σημαντικότερα βήματα που έχουν γίνει στην ανάπτυξη και γενικότερα στην εξέλιξή τους. Για να περιγράψουμε με λεπτομέρειες τα δίκτυα και για να γίνει πλήρες κατανοητό το αντικείμενο, θεωρείται απαραίτητη η ύπαρξη μιας υποδομής σε γνωστικό επίπεδο, όπως τα βασικά εξαρτήματα που αποτελούν έναν ηλεκτρονικό υπολογιστή, οι βασικές γνώσεις των λειτουργικών συστημάτων και γενικότερα των μεγεθών που χρησιμοποιούνται στους computers. Έτσι θα αρκεστούμε στην περιγραφή μιας γενικής εικόνας του συστήματος των συνδεδεμένων computers, την οποία κρίναμε απαραίτητη λόγω των σημαντικών και ουσιαστικών αλλαγών που επίκεινται στην Πληροφορική την χρονιά που ήδη διανύουμε. Τα τοπικά δίκτυα δεν είναι μόνο ένας επωφελής τρόπος για να αυξήσουμε την παραγωγικότητα των ηλεκτρονικών υπολογιστών, αλλά και ένας ταχύτατα αναπτυσσόμενος κλάδος της τεχνολογίας. Με την έλευση της καινούργιας χιλιετηρίδας πολλοί ειδικοί στον χώρο της πληροφορικής θεωρούν σχεδόν αδιανόητη την ύπαρξη μη δικτυωμένων υπολογιστών, σε παγκόσμιο επίπεδο. Έτσι η τεχνολογία των δικτύων αναμένεται να γνωρίσει ακόμη μεγαλύτερη ανάπτυξη και πολύ περισσότερες εφαρμογές, τόσο στις επιχειρήσεις όσο και στην καθημερινότητα όλων των ανθρώπων, σε όλο τον κόσμο. Δίκτυο ηλεκτρονικών υπολογιστών ονομάζουμε μία ομάδα από μηχανήματα που είναι συνδεδεμένα μεταξύ τους, (network). Με αυτό τον τρόπο επικοινωνούν και μπορούν να μοιράζονται και να χρησιμοποιούν τους πόρους του δικτύου. Όταν λέμε πόρους σε ένα δίκτυο ηλεκτρονικών υπολογιστών, εννοούμε όλα εκείνα τα συστατικά του που μπορούν να διαμοιραστούν από κοινού σε όλα τα συνδεδεμένα μηχανήματα. Οι πόροι μπορούν να είναι από το λογισμικό του συστήματος, δηλαδή από τα προγράμματα, (software), που περιέχουν τα computers, (όπως είναι τα διάφορα αρχεία, (files), ή και τα δεδομένα που περιέχουν, (data) ). Ακόμα οι κοινοί πόροι ενός δικτύου υπολογιστών μπορούν να είναι τμήματα του υλικού, (hardware), του συστήματος, όπως είναι οι διάφορες συσκευές, (devices), που βρίσκονται συνδεδεμένες σε αυτό. Το υλικό, δηλαδή τα μηχανικά μέρη που είναι δυνατό να διαμοιραστούν σε ένα δίκτυο, είναι οι οδηγοί των δισκετών, (disk drives), οι οδηγοί των CDROM’s, (CD-ROM drives), οι σκληροί δίσκοι, (hard disks), των υπολογιστών, οι εκτυπωτές, (printers), οι σαρωτές, (scanners), κ.ά. Δημιουργώντας ένα δίκτυο ηλεκτρονικών υπολογιστών, αποκτούμε πρόσβαση σε όλους τους άλλους υπολογιστές του δικτύου, πέραν εκείνου που χρησιμοποιούμε εμείς. Έτσι επεκτείνουμε τις δυνατότητες της εργασίας μας, από τη στιγμή που έχουμε υπ’ όψη μας την
συντήρηση και την καλή οργάνωση του. Για την κατασκευή ενός δικτύου υπολογιστών απαιτούνται ειδικευμένοι τεχνικοί που διαθέτουν τα κατάλληλα μηχανήματα και τις απαραίτητες ειδικές γνώσεις. Όταν όμως κατασκευάζουμε ένα δίκτυο είναι εξίσου σημαντικό να υπάρχουν σωστά ενημερωμένοι τεχνικοί αλλά και σωστά καταρτισμένοι χρήστες των μηχανημάτων που είναι συνδεδεμένα σε αυτό. Τα οφέλη από την χρήση των δικτύων είναι αρκετά και πολύ σημαντικά, ειδικά όταν αυτά χρησιμοποιούνται από επιχειρήσεις, ανεξαρτήτως του οικονομικού τους μεγέθους. Το πρώτο, και σημαντικότερο, πλεονέκτημα είναι ότι η κοινή χρήση του εξοπλισμού, (hardware και software), ενός δικτύου δίνει την δυνατότητα της οικονομικότερης οργάνωσης της επιχείρησης, από την πλευρά της εφαρμογής της Πληροφορικής σε όλους τους τομείς που την αποτελούν. Με την χρήση των δικτυωμένων υπολογιστών στα γραφεία της επιχείρησης απαιτείται η αγορά λιγότερων περιφερειακών συσκευών, λιγότερων μηχανημάτων και λιγότερων προγραμμάτων. Κάθε χρήστης μπορεί να χρησιμοποιεί τον κοινό εκτυπωτή του δικτύου, τα διαθέσιμα CD - ROM και τους σκληρούς δίσκους που είναι συνδεδεμένοι. Το δεύτερο σημαντικό πλεονέκτημα είναι ότι τα δεδομένα και τα προγράμματα του δικτύου γίνονται διαθέσιμα σε πολλούς χρήστες. Αυτό σημαίνει μικρότερο χρόνο αναζήτησης και εύρεσης των πληροφοριών που ζητάμε, ενώ αυξάνεται σημαντικά το μέγεθος της αξιοποίησης τους. Άμεσο αποτέλεσμα της συντόμευσης όλων των διεργασιών που είναι σχετικές με την εκμετάλλευση των δεδομένων είναι η αύξηση της παραγωγικότητας. Σαν τρίτο πλεονέκτημα θα αναφέρουμε την ακρίβεια και την αξιοπιστία που μπορεί να προσφέρει η χρήση ενός δικτύου ηλεκτρονικών υπολογιστών στην επεξεργασία των δεδομένων, δηλαδή των οικονομικών και λογιστικών πληροφοριών, που αφορούν μια επιχείρηση. Οι πληροφορίες αυτές βρίσκονται πάντα σε μία συγκεκριμένη περιοχή του δικτύου και δεν είναι εύκολη ή ακόμα και δυνατή η πρόσβαση σε αυτές. Κάθε φορά που γίνεται κάποια διαχείριση αυτών των δεδομένων από τους χρήστες του δικτύου, όπως είναι μια απλή ανάγνωσή τους, η εγγραφή καινούργιων πληροφοριών, μια πλήρης ενημέρωση των αρχείων αυτών, ή ακόμα και μία διαγραφή δεδομένων, ελαχιστοποιείται ο παράγοντας του ανθρώπινου λάθους. Στην περίπτωση που τα δεδομένα θα βρίσκονταν διασκορπισμένα σε πολλούς υπολογιστές, θα αυξάνονταν κάθετα η πιθανότητα λάθους, και από το λογισμικό,(software),το λειτουργικό σύστημα που χρησιμοποιεί το σύστημα, όσο και από το υλικό,(hardware),που το αποτελεί. Ένα τέταρτο πλεονέκτημα που παρουσιάζει ένα δίκτυο υπολογιστών είναι η οικονομικότερη συντήρηση όλων των εξαρτημάτων που το απαρτίζουν. Αυτό προκύπτει από το γεγονός ότι σε κάθε δίκτυο, που αποτελείται από ένα αρκετά μεγάλο αριθμό μηχανημάτων, υπάρχουν πάντα ένα ή δύο άτομα με ειδικές γνώσεις, που είναι υπεύθυνα για την ομαλή λειτουργία του. Τόσο το hardware όσο και το software,συντηρούνται από αυτά τα άτομα, κάνοντας έτσι πιο γρήγορη, αξιόπιστη και οικονομική την λειτουργία του. Τέλος, πολύ σημαντικό θεωρείται το πλεονέκτημα ότι οι συνδεδεμένοι υπολογιστές έχουν την δυνατότητα της επικοινωνίας, όχι μόνο μέσα στο δίκτυο, αλλά και με άλλα δίκτυα που είναι συνδεδεμένα σε αυτό. Αυτό με πιο απλά λόγια σημαίνει ότι ανοίγοντας ένα δικτυωμένο computer μπορούμε να συνδεθούμε όχι μόνο με τους υπολογιστές του δικτύου μας, αλλά και με ευρύτερα δίκτυα που έχουν προσβαση στο δικό μας. Βέβαια αξίζει να σημειώσουμε, στα πλεονεκτήματα των δικτύων, το γεγονός ότι η πληρέστερη και η ταχύτερη ενημέρωση μιας επιχείρησης σε δεδομένα, αυξάνει την ποιότητα και την αποδοτικότητα της εργασίας μας σε αυτή. Ο τρόπος με τον οποίο φτιάχνουμε ένα δίκτυο με ηλεκτρονικούς υπολογιστές καθορίζει και τα πλεονεκτήματα που μπορεί να μας προσφέρει, αν και οι βασικές αρχές παραμένουν κοινές. Αυτό σημαίνει ότι η βάση πάνω στην οποία θα αναπτύξουμε ένα σύγχρονο δίκτυο είναι, λίγο -πολύ, ίδια για όλους τους τύπους δικτύων. Υπάρχουν τρεις, κυρίως, τρόποι που είναι διαθέσιμοι σήμερα για να κατασκευάσουμε ένα δίκτυο υπολογιστών με τους οποίους θα ασχολη-
θούμε ξεχωριστά στην συνέχεια του αφιερώματος. Τους αναφέρουμε επιγραμματικά εδώ και είναι οι εξής : 1) οι host υπολογιστές με τερματικά, 2) τα τοπικά δίκτυα, (LAN - Local Area Networks), και 3) τα δίκτυα ευρείας περιοχής,(WAN - Wide Area Networks). Μια συνοπτική θεώρηση των δικτύων των ηλεκτρονικών υπολογιστών αποτελεί μια σύντομη ματιά στην ιστορική τους πορεία, από το ξεκίνημα της μαζικής εφαρμογής στην σύγχρονη οικονομία το 1980 έως και σήμερα. Ακόμα μια σύντομη αναφορά στον τρόπο λειτουργίας των δικτύων, έχει να προσφέρει στους αρχάριους αλλά και στους προχωρημένους στις σύγχρονες τεχνολογίες, βασικές γνώσεις στο λογισμικό αλλά και στο υλικό με τα οποία δημιουργήθηκαν τα computers. Οι γνώσεις αυτές διευκολύνουν την κατανόηση όχι μόνο της θεματολογίας των δικτύων, αλλά και συνολικότερα των ηλεκτρονικών υπολογιστών, της σημερινής τεχνολογίας και της οργάνωσης της σύγχρονης οικονομίας και της κοινωνίας γενικότερα. Ο πρώτος τρόπος με τον οποίο κατασκευάστηκαν δίκτυα είναι αυτός που λέγεται host υπολογιστές και τερματικά. Είναι ο παλαιότερος τύπος δικτύου υπολογιστών, που όμως χρησιμοποιείται ακόμα από πολλούς δημόσιους οργανισμούς και μεγάλες επιχειρήσεις. Για να υλοποιηθεί χρειάζεται ένα ισχυρό κεντρικό υπολογιστικό σύστημα, που το ονομάζουμε host, και έναν ορισμένο αριθμό τερματικών οθονών, (terminals), συνδεδεμένων με αυτό. Τα τερματικά χρησιμοποιούνται για την εισαγωγή και την εξαγωγή των δεδομένων, (data), ενώ η όλη επεξεργασία γίνεται στον host υπολογιστή. Μα αυτή την συνδεσμολογία τα τερματικά δεν χρειάζεται να έχουν μνήμη τυχαίας προσπέλασης, (Random Access Memory – RAM), ούτε επεξεργαστή, (processor), και μονάδες δίσκων, (hard drives). Η τεχνολογία των δικτύων ξεκίνησε τόσο παλιά όσο και η τεχνολογία των ίδιων των ηλεκτρονικών υπολογιστών. Η ιδέα των συνδεδεμένων computers προέκυψε όχι μόνο από την εφευρετικότητα των επιστημόνων που τα κατασκεύασαν, αλλά και από τις πρακτικές ανάγκες που προέκυπταν από τις ολοένα αυξανόμενες εφαρμογές τους. Έτσι τα δίκτυα αναπτύχθηκαν παραλληλα με τους ηλεκτρονικούς υπολογιστές και διένυσαν τις ίδιες μεγάλες αλλαγές που συνέβησαν κατά την διάρκεια των δύο τελευταίων δεκαετιών. Όπως αναφέραμε στο τέλος του προηγούμενου άρθρου του «Λευκαδίτικου Λόγου», ο πρώτος τρόπος με τον οποίο συνδέθηκαν οι ηλεκτρονικοί υπολογιστές ήταν αυτός που αποκαλείται «host υπολογιστές με τερματικά». Αυτός είναι και ο παλαιότερος τύπος δικτύου υπολογιστών που χρησιμοποιείται ακόμα και σήμερα από πολλούς δημόσιους οργανισμούς και μεγάλες επιχειρήσεις. Υπενθυμίζουμε ότι η τεχνική με την οποία υλοποιούμε ένα δίκτυο τέτοιου τύπου, είναι ένας ισχυρός κεντρικός υπολογιστής, (που λέγεται host), που συνδέεται με έναν ορισμένο αριθμό τερματικών οθονών, (terminals). Τα τερματικά, (οι οθόνες), χρησιμοποιούνται για την εισαγωγή και την εξαγωγή των δεδομένων, (data), στο υπολογιστικό σύστημα, ενώ η επεξεργασία γίνεται στον κεντρικό υπολογιστή. Αν χρησιμοποιούμε αυτή την συνδεσμολογία οι τερματικοί σταθμοί, όπως αλλιώς λέγονται, δεν χρειάζεται να διαθέτουν μνήμη RAM,επεξεργαστή, (processor), ή μονάδες δίσκων, (hard drives), με αποτέλεσμα να ελαττώνεται σε σημαντικό βαθμό το κόστος του δικτύου. Ένα άλλο μεγάλο πλεονέκτημα της τεχνολογίας του κεντρικού computer που συνδέεται με τερματικά, είναι ο πλήρης έλεγχος που έχει ο υπεύθυνος του δικτύου σε όλα τα μηχανήματα και τα προγράμματα που το αποτελούν. Η προσέγγιση δικτύων τύπου host - τερματικών είναι μία αρκετά διαδεδομένη λύση μηχανογράφησης στους δημόσιους οργανισμούς, λόγω του κεντρικού ελέγχου που προσφέρει σε όλους τους διαθέσιμους υπολογιστικούς πόρους. Σε τέτοιου τύπου δίκτυα υπάρχει μόνο ένα
λειτουργικό σύστημα και μία μόνο συγκεκριμένη ομάδα εφαρμογών που διαθέτει το δίκτυο. Συνέπεια της απλής αυτής κατανομής του λογισμικού, (software), είναι ότι περιορίζεται η ύπαρξη του προσωπικού που ασχολείται με την πληροφορική σε ένα μόνο γραφείο. Εκεί βρίσκεται τοποθετημένος ο κεντρικός, (host), ηλεκτρονικός υπολογιστής, και άμεσο αποτέλεσμα είναι η βελτίωση της οργάνωσης και του ελέγχου της επιχείρησης. Ο κεντρικός host υπολογιστής είναι συνήθως ένας mainframe υπολογιστής. Τα mainframes είναι πολύ μεγάλα υπολογιστικά συστήματα, που έχουν δυνατότητα επικοινωνίας με εκατοντάδες συνδεδεμένα τερματικά σε πολύ υψηλές ταχύτητες μεταφοράς δεδομένων. Τέτοιου είδους μηχανές έχουν πολύ μεγάλο κόστος κατασκευής και συντήρησης, και γι’ αυτό χρησιμοποιούνται μόνο από μεγάλες εταιρείες και κρατικούς οργανισμούς. Εκτός από τα mainframes χρησιμοποιούνται και τα minicomputers, που παρ’ όλο το όνομά τους, είναι μεγάλα υπολογιστικά συστήματα, αλλά μικρότερα από τα mainframes. Δημιουργήθηκαν, για λόγους χαμηλού κόστους εγκατάστασης και συντήρησης των εξαρτημάτων που τα αποτελούν. Μειονέκτημα αυτής της προσέγγισης υλοποίησης ενός δικτύου, είναι ότι δεν εξασφαλίζει την εύκολη επεκτασιμότητα του, ακόμα και με μερικά τερματικά με τα ίδια βασικά χαρακτηριστικά δικτύωσης. Η επεκτασιμότητα σε ένα δίκτυο είναι εκείνος ο παράγοντας από τον οποίο εξαρτάται η μελλοντική αναβάθμισή του με καινούργια τεχνολογικά επιτεύγματα ή τεχνικές. Επίσης η χρήση ενός mainframe ή ενός minicomputer σε μία εταιρεία, την υποχρεώνει να παραμένει συνδεδεμένη με την ανάλογη τεχνολογία δικτύων, που δεν είναι πλέον άμεσα συμβατή με πιο σύγχρονες λύσεις δικτύωσης, που είναι διαθέσιμες σήμερα. Άλλο σημαντικό μειονέκτημα είναι η ειδική εκπαίδευση που πρέπει να έχει το προσωπικό της επιχείρησης για να χρησιμοποιήσει mainframe και τερματικά. Η γνώση του λειτουργικού συστήματος, της χρήσης των PC’s είναι πιο εύκολη από την προσαρμογή στο δικτυακό περιβάλλον των mainframes. Παρά τις ραγδαίες εξελίξεις στον χώρο των δικτυωμένων υπολογιστών, η αρχιτεκτονική του τύπου host υπολογιστής και τερματικά, τα mainframes δεν έχουν γίνει οριστικά παρελθόν. Πολλές μεγάλες επιχειρήσεις χρησιμοποιούν εδώ και τρεις δεκαετίες αυτά τα υπολογιστικά συστήματα, τα ανανεώνουν και τα συντηρούν, αφού πληρούν ακόμα τις βασικές προδιαγραφές λειτουργίας ενός δικτύου. Η κατάργηση του ήδη υπάρχοντος δικτύου και η αντικατάστασή του από ένα πιο σύγχρονο, αποτελεί μία πολύ δαπανηρή και απόφαση για οποιαδήποτε εταιρεία. Επιπλέον θα κοστίσει σε χρόνο και κόπο, μεγέθη που ενδιαφέρουν την λειτουργία κάθε επιχείρησης. Ακόμα υπάρχουν πλεονεκτήματα που προσφέρονται από τα mainframes, που δεν έχουν ξεπεραστεί από τα καινούργια συστήματα. Τα mainframes, ή big irons, όπως αποκαλούνται λόγω των μεγάλων τους διαστάσεων, αναλαμβάνουν την μηχανοργάνωση επιχειρήσεων, τραπεζών, πανεπιστημίων και δημοσίων υπηρεσιών και οργανισμών. Κύριο χαρακτηριστικό των mainframes είναι ο συγκεντρωτισμός, η επεξεργασία και η αποθήκευση των δεδομένων που γίνεται στον κεντρικό υπολογιστή. Η επεξεργασία των δεδομένων, μέχρι και τα μέσα της δεκαετίας του ‘80,σε μορφή δικτύου, γινόταν από μεγάλα υπολογιστικά συστήματα, mainframes. Το λειτουργικό σύστημα που χρησιμοποιούσαν κυρίως ήταν το Unix, ένα πρόγραμμα που έρχεται από το μακρινό παρελθόν των ηλεκτρονικών υπολογιστών, αλλά διαρκώς ανανεώνεται και προσαρμόζεται στις σύγχρονες απαιτήσεις. Οι εργασίες που πραγματοποιούνταν ήταν κυρίως συνδιαλλαγές, (transactions), που περιείχαν αυτοματοποιημένες διαδικασίες, όπως το κλείσιμο ενός λογιστικού έτους, η αποστολή τιμολογίων και η μισθοδοσία προσωπικού. Τα mainframes προσφέρουν απόλυτο έλεγχο στην διαχείριση των δεδομένων και στην ασφάλεια τους, αλλά έχουν σαν μειονέκτημα ότι δεν προσφέρουν επεκτασιμότητα αλλά και σύνδεση με άλλου τύπου μηχανήματα. Τα mainframes είναι σχεδιασμένα να λειτουργούν συνεχώς, 24 ώρες την ημέρα και 7 ημέρες την εβδομάδα.
Τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά της λειτουργίας των υπολογιστών mainframes,είναι: α) Η κεντρική επεξεργασία των δεδομένων, (data) : Όλη η δουλειά γίνεται στον κεντρικό υπολογιστή, γιατί εκεί συλλέγονται τα δεδομένα και εκεί γίνεται η επεξεργασία τους. Κατόπιν ακολουθεί ο διαμοιρασμός των αποτελεσμάτων στους χρήστες των τερματικών και η συνέχιση της επεξεργασίας με την αντίστροφη διαδικασία. β) Η τερματική χρήση : Οι χρήστες του δικτύου επικοινωνούν με τον κεντρικό υπολογιστή μεσω του τερματικού τους. Με αυτόν τον τρόπο απλά μεταφέρονται οι πληκτρολογήσεις στον host και απεικονίζονται τα αποτελέσματα στην οθόνη. γ) Οι διαχειριστές συστήματος : Υπάρχουν πάντα ειδικοί επιστήμονες που είναι υπεύθυνοι για κάθε είδους δίκτυο. Αυτοί φροντίζουν να βρίσκεται το υπολογιστικό σύστημα πάντα σε καλή λειτουργία, κάνουν την εγκατάσταση των καινούργιων προγραμμάτων και δημιουργούν αντιγράφα ασφαλείας των δεδομένων. Ακόμα είναι υπεύθυνοι για την πλήρη προστασία του συστήματος από ανεπιθύμητες ξένες προσβάσεις. Όμως οι ανάγκες των χρηστών μεταβάλλονται, όπως και οι απαιτήσεις της αγοράς. Έτσι από την δεκαετία του ‘80 θα υπάρξουν μεγάλες διαφοροποιήσεις στη εργασία με δικτυωμένους υπολογιστές. Μία από αυτές είναι ότι ο κάθε χρήστης που είναι δικτυωμένος σήμερα, δεν είναι απλός εισαγωγέας δεδομένων στο δίκτυο και αποδέκτης κάποιων αποτελεσμάτων. Πολλές φορές πρόκειται για εξειδικευμένους επαγγελματίες, όπως πωλητές ή οικονομικούς αναλυτές της επιχείρησης, που χρησιμοποιούν την επεξεργασμένη πληροφορία σαν μέσο και όχι σαν α-ντικείμενο της δουλειάς τους. Ήταν φανερό ότι απαιτούνταν υπολογιστές με αυξημένες δυνατότητες, όπως οι προσωπικοί υπολογιστές, τα Personal Computers,τα γνωστά πια PC’s. Θα ολοκληρώσουμε το αφιέρωμά μας στους συνδεδεμένους ηλεκτρονικούς υπολογιστές με την περιγραφή των τοπικών δικτύων, των λεγομένων LAN, (Local Area Networks). Όπως έχουμε ήδη αναφέρει στο πρώτο σχετικό άρθρο του «Λευκαδίτικου Λόγου», τοπικό δίκτυο ηλεκτρονικών υπολογιστών λέγεται ένας ορισμένος αριθμός από computers που βρίσκονται συνδεδεμένα σε κοντινές αποστάσεις. Οι υπολογιστές αυτοί μπορούν να βρίσκονται στον ίδιο χώρο, όπως σε ένα δωμάτιο ή σε ένα γραφείο, αλλά και σε διαφορετικούς που δεν απέχουν όμως πολύ μεταξύ τους. Ένα απλό παράδειγμα ενός μικρού τοπικού δικτύου είναι τα computers που μπορεί να διαθέτει μια μικρή επιχείρηση στο ταμείο, στο λογιστήριο και στο γραφείο του διευθυντή. Οι ηλεκτρονικοί υπολογιστές που σχηματίζουν ένα τοπικό δίκτυο συνδέονται με ένα κεντρικό υπολογιστή που διαθέτει ιδιαίτερα αυξημένη ισχύ και λέγεται εξυπηρετητής, (server). Τα υπόλοιπα μηχανήματα που λέγονται και σταθμοί εργασίας, (workstations), επικοινωνούν με τον κεντρικό υπολογιστή και χρησιμοποιούν από κοινού τα προγράμματα, (software), και τα ηλεκτρονικά του εξαρτήματα και συσκευές, (devices). Τα τοπικά δίκτυα υπολογιστών αποτελούν στην εποχή μας την πιο διαδεδομένη λύση για μια ολοκληρωμένη μηχανογράφηση, τόσο στις μικρές όσο και στις μεγάλες επιχειρήσεις. Το βασικό πλεονέκτημα που μπορούν να προσφέρουν είναι η απλή και εύκολη σύνδεση των ανεξάρτητων PC’s, (Personal Computers), ενώ ταυτόχρονα απλουστεύουν την εκμάθηση της λειτουργίας τους. Σήμερα η χρήση ενός προσωπικού υπολογιστή δεν αποτελεί πια τόσο σπάνιο φαινόμενο και έτσι η μετάβαση στην χρήση του δικτύου είναι σχετικά απλή και δεν απαιτεί χρόνο ή και ιδιαίτερη οικονομική επένδυση. Τα λειτουργικά συστήματα που χρησιμοποιούν τα ανεξάρτητα computers με εκείνα που χρησιμοποιούν τα συνδεδεμένα, είναι σε πολλές περιπτώσεις όχι μόνο κοινά, αλλά ακριβώς τα ίδια. Χαρακτηριστικό των σύγχρονων τοπικών δικτύων, (LAN), είναι η εύκολη επεκτασιμότητα που παρουσιάζουν, τόσο στο υλικό, (hardware),όσο και στο λογισμικό,(software), που χρησιμοποιούν.
Ένα τοπικό δίκτυο είναι ένας τρόπος σύνδεσης αυτόνομων computers, έτσι ώστε να μοιράζονται συγκεκριμένους πόρους του δικτύου. Όταν λέμε πόρους σε ένα δίκτυο ηλεκτρονικών υπολογιστών, εννοούμε όλα εκείνα τα συστατικά του που μπορούν να διαμοιραστούν από κοινού σε όλα τα συνδεδεμένα μηχανήματα. Οι πόροι μπορούν να είναι από το λογισμικό του συστήματος, δηλαδή από τα προγράμματα, (software), που περιέχουν τα computers, (όπως είναι τα διάφορα αρχεία, (files), ή και τα δεδομένα που περιέχουν, (data)). Ακόμα οι κοινοί πόροι ενός δικτύου υπολογιστών μπορούν να είναι τμήματα του υλικού, (hardware), του συστήματος, όπως είναι οι διάφορες συσκευές, (devices), που βρίσκονται συνδεδεμένες σε αυτό. Το υλικό, δηλαδή τα μέρη που είναι δυνατό να διαμοιραστούν σε ένα δίκτυο, είναι οι οδηγοί των δισκετών, (disk drives), οι οδηγοί των CD-ROM’s, (CD-ROM drives), οι σκληροί δίσκοι, (hard disks), των υπολογιστών, οι εκτυπωτές, (printers), οι σαρωτές, (scanners),κ.ά. Σε ένα τοπικό δίκτυο υπάρχει επικοινωνία και συνεργασία μεταξύ των ατόμων που χρησιμοποιούν τα συνδεδεμένα computers ή και τον server. Τα LAN απέκτησαν την ονομασία τους επειδή τα PC’s που το απαρτίζουν βρίσκονται σε μία γεωγραφική περιοχή περιορισμένης έκτασης. Αυτά τα PC’s που συνδέονται με το δίκτυο λέγονται κόμβοι, (nodes), και βρίσκονται μέσα στην ίδια αίθουσα ή στο ίδιο κτίριο. Η βασική διαφορά μεταξύ ενός LAN δικτύου και της παλαιότερης προσέγγισης Host και τερματικά, είναι ότι κάθε PC που είναι συνδεδεμένο με το LAN είναι ένας πλήρης υπολογιστής από μόνος του. Οι μεμονωμένοι υπολογιστές είναι, βέβαια, λιγότερο ισχυροί από έναν mainframe, αλλά παρέχουν μεγαλύτερη ελευθερία στους χρήστες. Ένα άλλο σημαντικό πλεονέκτημα των τοπικών δικτύων είναι η εύκολη επεκτασιμότητα που παρέχουν, λόγω της σύγχρονης τεχνολογίας που τα υποστηρίζει. Η σύνδεση ενός ακόμα υπολογιστή είναι μία πολύ απλή διαδικασία και απαιτεί μόνο την επιβεβαίωση της επικοινωνίας του υλικού, (hardware), και των προγραμμάτων του ,(software), με το δίκτυο. Η βασική ανάγκη, που αποτέλεσε την αφετηρία για την ανάπτυξη των τοπικών δικτύων, ήταν η μείωση του κόστους της μηχανογράφησης για μία οποιαδήποτε επιχείρηση. Τα τοπικά δίκτυα επιτρέπουν σε όλους τους συνδεδεμένους χρήστες να χρησιμοποιούν τους κοινόχρηστους πόρους. Για παράδειγμα, αν διαθέτουμε ένα δίκτυο με 10 υπολογιστές προφανώς θα χρειαζόταν να αγοράσουμε και 10 εκτυπωτές. Το κόστος αυτής της αγοράς θα ήταν αρκετά μεγάλο, και θα εξαρτιόταν άμεσα από το είδος του εκτυπωτή που θα αγοράζαμε. Αν απόφασίζαμε να χρησιμοποιήσουμε π.χ. 10 inkjet εκτυπωτές, το ποσό θα ήταν πολλαπλάσιο της αξίας ενός τέτοιου εκτυπωτή. Μπορούμε όμως να διαθέσουμε λιγότερα χρήματα και να αγοράσουμε έναν laser εκτυπωτή για τις επαγγελματικές ανάγκες της επιχείρησης, (έγγραφα και επεξεργασία γραφικών), και έναν inkjet εκτυπωτή για πιο πρόχειρες και μαζικές εκτυπώσεις, όπως αυτές που απαιτεί ένα λογιστήριο. Αυτού του είδους η αγορά κατεβάζει αισθητά το κόστος της μηχανοργάνωσης της εταιρείας και αυξάνει την ποιότητα και το μέγεθος της παραγωγής. Ένα άλλο πλεονέκτημα της δικτύωσης, είναι ότι κατεβαίνει αισθητά το κόστος της συντήρησης των συσκευών του δικτύου, αφού μειώνεται ο αριθμός τους. Τέλος διευκολύνεται και ο έλεγχος του υλικού, (hardware), του δικτύου, αφού απασχολεί λιγότερα συνδεδεμένα μηχανήματα,και είναι δυνατόν να εντοπίζονται τα λάθη κατά την διάρκεια της λειτουργίας τους. Έχουμε δύο μεθόδους για να υλοποιήσουμε τα τοπικά δίκτυα, ανάλογα με τις ανάγκες της μεταφοράς των δεδομένων που θέλουμε να διαχειριστούμε. Η πρώτη είναι η μέθοδος που λέγεται Πελάτης/Εξυπηρετητής,(Client/Server),ενώ η δεύτερη μέθοδος λέγεται Ομότιμα Δίκτυα, (Peer - to Peer). Εμείς θα περιγράψουμε τα δίκτυα τύπου Client/Server, γιατί η δεύτερη μέθοδος των Peer – to Peer, είναι πιο σπάνια και πιο πολύπλοκη στη δομή της. Τα δίκτυα Client/Server χρησιμοποιούνται σε μεγάλα τοπικά δίκτυα LAN, όπως είναι τα εκπαιδευτικά ιδρύματα και τα σχολεία. Στα δίκτυα αυτού του τύπου, χρησιμοποιείται ένας ισχυρός υπολογιστής που λέγεται εξυπηρετητής, (server), που είναι και το κέντρο του δικτύου. Με αυτόν συνδέονται όλοι οι άλλοι υπολογιστές που λέγονται πελάτες, (clients). Οι υπολογιστές αυτοί έχουν σημαντικές δυνατότητες, ελαφρώς μικρότερες από τον server,χωρίς όμως
σημαντικούς περιορισμούς, αφού αποτελούν ανεξάρτητα PC’s με δικούς τους πόρους. Ένα δίκτυο τύπου client/server μπορεί να διαθέτει περισσότερους από έναν κεντρικούς υπολογιστές, (servers), και μεγάλο αριθμό συνδεδεμένων υπολογιστών, (clients), που λέγονται και κόμβοι του δικτύου, (nodes), ή σταθμοί εργασίας, (workstations), του δικτύου. Τα δίκτυα τύπου Client / Server προσφέρουν σήμερα την δυνατότητα υποστήριξης για πολύμέσα, (multimedia), και εικόνα, (video), σε όλες τις ομάδες εργασίας, (workgroups), που είναι συνδεδεμένες με αυτό. Η τεχνική των δικτύων Client / Server δίνει τις πιο αξιόπιστες λύσεις στις σημερινές τάσεις αποκέντρωσης της συνολικής απασχόλησης. Δίνει προτεραιότητα στην οργανωμένη επεξεργασία και μεταφορά των δεδομένων, ενώ κατανέμει σε ξεχωριστές διαδικασίες μια πολύπλοκη εργασία, ώστε να είναι ακριβέστερη και ταχύτερη η διεκπεραίωσή της. Κάθε μικρή ή μεγάλη επιχείρηση, όπως και κάθε είδους οργανωμένη εργασία, μπορεί και πρέπει να διαθέτει τα πλεονεκτήματα και τα οφέλη της τεχνολογίας των τοπικών δικτύων. Υ.Γ. Για το άρθρο χρησιμοποιήθηκαν σαν πηγή δεδομένων τα παρακάτω βιβλία : 1) “Οδηγός των Windows NT Server 4 ” - Allen Wyatt Εκδόσεις Μ.Γκιούρδας - Αθήνα 1997 2) “ Τοπικά Δίκτυα Υπολογιστών “ - Stan Shatt Εκδόσεις Κλειδάριθμος - Αθήνα 1993 3) “ Τηλεπικοινωνίες και Δίκτυα υπολογιστών “ - Αθήνα 1991 Αλεξόπουλος Άρης Λαγογιάννης Γιώργος - Ηλεκτρολόγοι Μηχανικοί