Класифікація за областю дії

Класифікація комунікаційних мереж за областю дії враховує географічний район, охоплений мережею та, в меншому ступені, розмір мережі. Виділяються типи:

• персональна мережа (Personal Area Networks - PAN)

• локальні мережі (Local Area Networks — LAN)

• кампусні мережі (Campus Area Network)

• глобальні мережі (Wide Area Networks — WAN)

Локальні мережі звичайно займають обсяг одного чи декількох поряд розміщених будинків. Кількість пристроїв, що складають мережу, типово не перевищує декількох тисяч. Загальною практикою є розподілення великих локальних мереж на робочі групи. Малі локальні мережі (10-20 робочих місць) можуть утворювати єдину робочу групу.

Кампусні мережі типово об'єднають декілька локальних мереж і територіально охоплюють декілька міських кварталів, або навіть територію невеликого міста. Прикладами кампусних мереж є корпоративні мережі великих підприємств, операторів зв'язку, навчальних закладів. Кількість задіяних пристроїв може складати десятки тисяч пристроїв, або навіть більше. Загальною рисою локальних та кампусних мереж є наявність єдиної служби підтримки мережі, єдиного адміністративного керування та загальної технічної політики.

Глобальні мережі розміщуються на великих географічних просторах. Практично для глобальних мереж не існує обмежень на обсяг. Глобальні мережі об'єднують велику кількість локальних та кампусних мереж. Суттєвою рисою їх є відсутність єдиної адміністративної підпорядкованості. Найкращим прикладом глобальної мережі є Internet.

В доповнення теми слід зазначити спеціальні випадки, коли вказані типи мереж можуть бути скомбіновані. Наприклад, глобальна мережа може надавати середовище для створення корпоративних мереж, що об'єднують дуже віддалені вузли. Існуючі технології віртуальних мереж (про них буде пізніше) забезпечують можливість використання принципів функціонування локальних та корпоративних для комунікацій віддалених об'єктів, з'єднаних через глобальну мережу.

Апаратна складова:

• сервер – комп’ютер з надможливостями в порівнянні зі звичайним

• мережевий адаптер

• канали зв’язку

• пристрої комутації

Передавати інформацію можна за допомогою фізичних сигналів різної природи. Це можуть бути електричні сигнали, електромагнітне випромінювання, оптичні сигнали. Залежно від виду сигналу використовують різні середовища передавання — проводові чи безпроводові.

Середовище передавання — це фізичне середовище, у якому можливе передавання інформаційних сигналів у вигляді електричних, світлових та інших імпульсів.

У проводових середовищах комп'ютери та інші пристрої мережі з'єднано кабелями, зокрема мідними (кручена пара, коаксіальний кабель) чи оптоволоконними

Дані передають у вигляді електричних або оптичних сигналів.

Натомість у безпроводових середовищах кабелі не використовують, а дані передають через ефір, зазвичай у вигляді радіосигналів. Одна з основних характеристик середовища передавання — швидкість передавання даних, яку вимірюють у бітах за секунду (біт/с), кілобітах за секунду (кбіт/с), мегабітах за секунду (Мбіт/с) та гігабітах за секунду (Гбіт/с).

Швидкість передавання даних в комп'ютерних мережах визначається як кількість двійкових розрядів, що передаються через певне середовище за одиницю часу.

Найновіший та найшвидший із мережних кабелів — оптоволоконний. Він складається із напівпрозорих скляних чи пластикових волокон, кожне з яких тонше за людську волосину. Цифрові дані передаються цим кабелем у вигляді світлових імпульсів, які генеруються лазером. Швидкість передавання при цьому сягає мегабітів за секунду, а кількість волокон у кабелі може становити декілька сотень. Оптоволоконні кабелі використовують для передавання великих обсягів даних на значні відстані. Наприклад якщо для передавання однієї сторінки відомої енциклопедії «Британіка» традиційним міжконтинентальним кабелем потрібно кілька секунд, то в разі використання оптоволоконного кабелю за долі секунди можна передати всі 15 томів цієї енциклопедії.

Мережні інтерфейси

Для того щоб комп'ютер або інший пристрій можна було підключити до локальної мережі, необхідно, щоб його було оснащено мережним інтерфейсом (мережною картою), до якого підключатиметься мережний кабель або який забезпечить зв'язок через радіоканал. Звичайно, тип мережного інтерфейсу має відповідати типу середовища передавання. Мережні інтерфейси виготовляють у вигляді плат

Мережний інтерфейс — це обладнання, призначене для підключення комп'ютера або іншого пристрою до локальної мережі.

Модеми

Для підключення окремих комп'ютерів і локальних мереж до всесвітньої глобальної мережі Інтернет можна застосовувати телефонний зв'язок, кабельні телевізійні мережі, а також супутниковий та мобільний зв'язок. Параметри сигналів, які передаються цими каналами зв'язку, та сигналів, що застосовуються в локальних мережах і в самому комп'ютері, відрізняються. Тому для підключення до глобальної мережі потрібен спеціальний пристрій — модем.

Модем — це пристрій, що застосовується для підключення комп'ютерів до глобальних мереж.

Залежно від того, для якого каналу зв'язку призначено модем, розрізняють модеми для телефонних ліній, телевізійних кабельних ліній, супутникові модеми, модеми для мобільного зв'язку. Модеми виготовляють у вигляді окремих пристроїв та у вигляді плат, які вставляються у слоти на материнській платі.

Концентратори, комутатори та точки безпроводового доступу

Згадаймо матеріал з підрозділу «Мережні топології», а саме топологію «зірка». Для її реалізації потрібен пристрій, до якого підключатимуться всі комп'ютери мережі та який забезпечуватиме обмін даними між ними.

Функцію таких «центральних» пристроїв можуть виконувати концентратори та комутатори.

Концентратор — не дуже «розумний» пристрій, він передає одержані дані всім підключеним до нього пристроям.

Звичайно, це не досить ефективно, і тому тепер концентратори майже не використовують. Комутатор здатен визначити, кому саме адресовано отримані дані, а тому надсилає їх не всім пристроям, а лише одержувачу. Для створення безпроводових мереж (зокрема, мереж Wi-Fi) використовують точки безпроводового доступу, які функціонують так само, як концентратори.

Мости та маршрутизатори

Для з'єднання двох мереж або окремих сегментів однієї мережі використовують спеціальні пристрої, які називають шлюзами. Найпоширеніші представники пристроїв цього типу — мости та маршрутизатори. На підставі інформації про топологію мережі та заданих правил обробки пакетів вони самостійно приймають рішення щодо передавання пакетів з однієї мережі до іншої. Зазначені мережні пристрої створюються як окреме устаткування або комбіновані пристрої багатоцільового призначення.

Програмна складова

Мережа без відповідних програмних засобів так само недієздатна, як комп'ютер без програмного забезпечення. Щоб упевнитися в цьому, розглянемо підключений до мережі комп'ютер.  

Припустимо, що кілька користувачів з інших комп'ютерів намагатимуться записати файли на його диск або друкувати на підключеному до нього принтері. У результаті виникне черга із запитів користувачів. Щоб вони могли виконати свої завдання, операційна система комп'ютера має «вміти» керувати цією чергою. А коли, навпаки, користувач комп'ютера звернеться до мережного ресурсу (наприклад, бажаючи відкрити файл на іншому комп'ютері), то операційна система має визначити, що мова йде про «чужий» ресурс і спрямувати запит до мережі.

Таким чином, для роботи комп'ютера в мережі необхідно, щоб його операційна система мала у своєму складі засоби, що забезпечують можливість надавати його ресурси у спільне користування та надсилати запити на використання віддалених ресурсів.

Загалом операційні системи поділяють на локальні та мережні (до локальних належать системи, призначені лише для керування окремими комп'ютерами). На ранніх стадіях розвитку комп'ютерних технологій локальних операційних систем було досить багато (MS-DOS, перші версії Windows). Сьогодні ж майже всі операційні системи підтримують роботу у мережі.  

Досі йшлося про мережні функції «нижнього рівня» — керування чергою доступу до локальних ресурсів, спрямування запитів у мережу тощо. Тепер «піднімемося вгору» та розглянемо мережу з позиції користувачів.  

Будь-яка мережа має певний набір ресурсів і надає користувачам певні послуги: можливість обмінюватися файлами та електронними повідомленнями, працювати в Інтернеті, користуватися спеціалізованими прикладними програмами (наприклад, програмами для обробки замовлень у торгівлі, бухгалтерськими програмами, програмами для замовлення квитків).

Отже, можна говорити, що в мережі е певний набір мережних служб, які вона підтримує та надає в користування.

Програмне забезпечення однорангових мереж

В однорангових мережах, як ви вже знаєте, усі комп'ютери рівноправні і кожен користувач самостійно визначає, до яких ресурсів його комп'ютера матимуть доступ інші користувачі. Інакше кажучи, у комп'ютерів немає чіткої спеціалізації щодо підтримки тої чи іншої мережної служби.

В однорангових мережах у комп'ютерів немає чіткої спеціалізації щодо підтримки певної мережної служби.

Для створення однорангових мереж не потрібне спеціальне мережне програмне забезпечення, оскільки для їх роботи достатньо набору мережних функцій, який мають усі сучасні операційні системи, призначені для встановлення на персональних комп'ютерах.

Програмне забезпечення клієнт-серверних мереж

У клієнт-серверних мережах одні, потужніші комп'ютери відіграють роль серверів та забезпечують надання певних послуг (служб), а інші, робочі станції, є клієнтами, тобто споживачами цих послуг.

На серверах установлюють серверні операційні системи, які, на відміну від операційних систем для ПК, здатні обробляти запити більшої кількості користувачів і містять спеціальні програмні засоби, необхідні для функціонування клієнт-серверних мереж. Окрім того, на серверах уста¬новлюють спеціалізоване прикладне програмне забезпечення, потрібне для підтримки роботи певної служби або кількох служб.

У кліент-серверних мережах підтримку мережних служб здійснюють сервери. Для цього на них установлюють серверні операційні системи та спеціалізоване прикладне програмне забезпечення.

Деякі з них описано нижче.

• Файловий сервер. Призначений насамперед для зберігання даних. Зазвичай на ньому розташовують особисті папки користувачів, доступ до яких мають лише вони (чи інші користувачі, яким надано на це право), а також папки для спільного доступу.

• Поштовий сервер. Здійснює підтримку електронної пошти (приймання, передавання, зберігання електронних листів).

• Сервер баз даних. Містить базу даних та забезпечує швидку обробку запитів користувачів до неї.

• Сервер друку. Забезпечує доступ до мережних принтерів та керує ними.

На клієнтах (робочих станціях) установлюють настільні операційні системи та прикладне програмне забезпечення, необхідне користувачеві для виконання завдань і доступу до серверних служб.

7. Контролюючі програми, вимоги до їх створення та застосування в початковій школі. Програми-шаблони створення тестів.

   Психолого-педагогічні вимоги до створення програм для контролю рівня навчальних досягнень учнів

Перевірка рівня навчальних досягнень учнів є одним із важливих етапів навчального процесу. Застосування комп’ютерів дає змогу вчителеві забезпечити об’єктивність оцінювання знань учнів шляхом використання спеціальних програм. Перевірку засвоєння теоретичних знань найпростіше реалізувати на комп’ютері у формі тестів.

Більшість комп’ютерних програм призначені для розробки тестів, в яких учням пропонується вводити правильну відповідь одним з трьох способів: обирати одну правильну відповідь з декількох запропонованих (одноваріантний вибір), обирати кілька можливих значень з числа запропонованих (поліваріантний вибір), вводити відповідь власноруч (тест з відкритою відповіддю).

Кожна з форм введення відповіді має власні позитивні та негативні риси. Так, найпростіший у реалізації тест з одноваріантним вибором відповіді надає високу ймовірність випадкового вибору правильного варіанту, що знижує об’єктивність оцінювання. При поліваріантному виборі потребує чіткого трактування питання оцінювання часткового вибору правильних варіантів. Не всі програми мають властивості розрізняти відповіді з неповною відповіддю (вибір одного або двох варіантів з трьох потрібних тощо) або відповіді що містять неправильні варіанти разом з правильними. Введення відповіді з клавіатури ускладнено можливостями несуттєвих для предмету оцінювання граматичних або синтаксичних помилок та накладає додаткові вимоги на довжину рядка, який потрібно вводити з клавіатури.

Для об’єктивності оцінювання знань учнів при тестовій системі перевірки знань, крім вибору форми введення відповідей, важливо забезпечити зміст питань, що забезпечує валідність тесту. Валідність — це міра відповідності тесту вимірюваним знанням, умінням і навичкам, для перевірки яких був розроблений тест, міра відповідності стандартам і програмам навчання, а також результатам тестування. Це найбільш важлива, комплексна характеристика, що відображає точність тестування.

Наведемо основні правила розробки якісних тестів, запропоновані в [Error: Reference source not found].

Тест повинен мати необхідний і достатній рівень складності. Складність — міра розумових зусиль, потрібних для вибору відповіді. Часто цей параметр називається вагою і визначається як частка правильних або неправильних відповідей при відповіді на завдання в групі учасників тестування.

Тест повинен бути:

• об'єктивним і надійним. Надійність — міра правильності і адекватності відображення тестом рівня знань учнів. Надійний тест забезпечує рівні права кожній групі учнів і кожному учню в групі;

• стійким і таким, що може бути зіставлений певній шкалі. Стійкість тесту — міра зберігання надійності і валідності при перенесенні тесту в інше, аналогічне середовище, міра рівнозначності і однорідності тестів для різних груп учнів. Шкалювання тесту — властивість тесту відображати результати навчальних досягнень у деякій системі (шкалі) оцінок або балів.

• репрезентативним. Репрезентативність тесту (або бази тестів) — міра повноти охоплення завданнями навчального матеріалу, програми, відображення тестами різних рівнів навчання.

• значущим і дискримінантним. Значущість тесту — міра необхідності, актуальності включення в тест ключових знань. Дискримінантність тесту — міра диференціації учасників тестування щодо максимального або мінімального рівня навчання.

• вірогідним, науковим, несуперечливим. Вірогідність, науковість, несуперечність тесту — міри істинності тесту, узгодженості, відповідності сучасному стану науки і технології, методиці навчання. Необхідно забезпечити узгодженість завдань тесту як між собою (внутрішня узгодженість), так і з іншими тестами (зовнішня узгодженість).

Тестове завдання повинно бути сформульовано ясно і чітко, не допускати двозначного тлумачення і сприяти формулюванню правильної відповіді.

Час, виділений на тестове завдання, повинен бути витрачений на пошук відповіді, а не на з'ясування умови питання. Потрібно намагатися формулювати завдання у вигляді одного речення. Бажано використовувати просту, граматично правильну стверджувальну форму завдання у вигляді одного речення з 5—20 слів. Слова, що повторюються, і словосполучення у відповідях повинні бути виключені і перенесені в основну частину умови. У учня не повинне виникнути питання по уточненню умови або змісту варіанта відповіді (дистрактора) у процесу пошуку правильної відповіді.

Кожне завдання тесту повинне бути функціонально завершеним, тобто перевіряти конкретне знання, уміння або навичку.

Бажано якомога рідше використовувати «нестрогі» слова типу «іноді», «часто», «завжди», «все», «ніколи», «великий», «невеликий», «малий», «багато», «менше», «більше» і граматичні обороти типу «Чому не може не...», «Чи правда, що ...», «Чи можливо...», подвійні заперечення тощо.

Відповіді повинні містити не більше 2–3 ключових слів з умовою питання. Бажано будувати відповіді однакової форми і довжини. Кількісні відповіді бажано упорядковувати за зростанням або спаданням, а якщо відповіді легко обчислити, то першою не повинна бути вказана правильна відповідь.

Необхідно виключити можливість вибору правильної (або неправильної) відповіді інтуїтивно і асоціативно. Відповіді повинні бути незалежні, однаково привабливими для вибору, а вплив вгадування правильної відповіді на загальний результат тестування повинен бути якомога менше.

У кожному завданні кількість дистракторов (правдоподібних варіантів відповіді) повинна бути від 3 до 5. Всі дистрактори повинні бути дібрані грамотно, вміло, без каверз, але не довільно, а відповідно до типових помилок, що можуть бути припущені (прогнозовані) за даним завданням. З відповіді на одне тестове завдання не можна одержувати яким-небудь чином (наприклад, евристично) відповідь на інше завдання.

Якщо можлива побудова якісного тестового завдання закритої форми (структури), то бажано використання цієї форми. Недоліком тестових завдань у закритій формі вважається можливість дізнатися відповідь, не знаючи її. До переваг можна віднести просту структуру, доступність сприйняття, що сприяють отриманню оптимального результату.

Тест повинен складатися з мінімальної кількості завдань, достатніх для повного визначення рівня навчальних досягнень. Рекомендується уникати непотрібного дублювання знань, що перевіряються, умінь і навичок, а також передбачити всі необхідні.

Необхідно мінімізувати «привабливості» використання шпаргалок, списування і добору відповідей «навмання», оскільки ймовірність вгадування при малій кількості варіантів відповідей зазвичай висока і складає 0,2—0,25. Тільки грамотні, цікаві питання і ситуації можуть викликати у учня прагнення відповісти, а не підібрати відповідь.

Списування можна виключити наступними методами: підготовкою достатнього числа рівноцінних тестів, «перемішуванням» одного і того самого набору завдань усередині групи, чітким вимірюванням витрат часу і обмеженням у часі.

Можна порекомендувати прийом: включати в число дистракторів варіанти, по яких можна судити про явну непідготовленість з цієї теми або випадковому доборі відповіді. Місце таких відповідей у кожному завданні фіксується, і за ці відповіді нараховуються не позитивні, а негативні, «штрафні» бали. Про наявність таких відповідей учнів наперед потрібно попередити перед початком тестування.

Якщо тестування проводиться в системі оцінок з двома варіантами відповідей («так», «ні»), то і результат тестування повинен бути оцінений у полярній шкалі: «залік — не залік», «складено — не складено».

Таким чином, тест повинен відповідати необхідним і вимірюваним знанням, умінням і навичкам, стандартам і програмам навчання, повинен забезпечувати однакові права і рівноцінні завдання для кожної групи учасників тестування, відображати результати навчальних досягнень у системі оцінок, що задається, бути актуальним.