Доцільно надати учням коротку історичну довідку, що система Інтернет була задумана наприкінці 60-х років XX ст. американськими військовими як комп’ютерна мережа для забезпечення надійного зв’язку на випадок війни. Спочатку до мережі входило лише чотири комп’ютери, які мали демонструвати можливості системи. У 1972 р. до мережі під єдналися 50 університетів. У 1980 р. для обслуговування телекомунікацій у мережі почали використовувати суперкомп’ютери. В 1991 р. мережа Інтернет сформувалася як комп’ютерно-орієнтоване комунікаційне середовище, що об’єднувало локальні та регіональні мережі різних частин світу. Кількість комп’ютерів, які приєднуються до Інтернету, постійно зростає. Сьогодні їх уже налічується понад 35 млн.
1.1.2. Маршрутизація повідомлень в Інтернеті
Важливо, щоб учні розуміли, що в глобальній мережі Інтернет не¬має ні президента, ні директора, вона функціонує завдяки наявності певних стандартів взаємодії комп’ютерів та встановлених на них про¬грам. Світоглядне значення для учнів має розуміння ними необхід¬ності розв’язання двох проблем при створенні Інтернету.
Настала потреба об’єднати комп’ютери так, щоб віддаленість один від одного та різні принципи організації локальних мереж не мали б значення. Ці завдання були вирішені шляхом розробки спеціальних пристроїв (мостів, шлюзів, маршрутизаторів) та створення єдиної системи адрес для всіх комп’ютерів, під’єднаних до Інтернету.
При поясненні нових термінів, назв спеціальних пристроїв та програм не слід намагатися давати формальні їх означення та пояснення, досить звернути увагу на тлумачення слів міст та шлюз, що допоможе учням зрозуміти їх призначення.
Можна запропонувати учням дати відповіді на запитання:
1) З якою метою людина будує мости?
2) В яких випадках і для чого використовуються шлюзи?
Мости використовуються з метою з’єднати між собою ділянки суші над водою чи над проваллям або споруди, щоб дістатися від однієї до іншої, не спускаючись на землю, або ділянки земної суші (тверді) по різні боки від деякої перешкоди, щоб дістатися від однієї ділянки до іншої, обминаючи перешкоди (над ними) (залізниці, автомагіст¬ралі тощо). Сама назва – міст – підкреслює, що об’єднуються деякі різні предмети однакової природи. Тлумачний словник містить таке означення мосту: „...те, що є проміжним між чим-небудь, з’єднує щось”. Якщо об’єднуються дві мережі, що працюють за однаковими принципами, то комп’ютерне обладнання разом із відповідним про¬грамним забезпеченням, яке використовується для забезпечення зв’язку між мережами, дістало назву „міст”.
Люди використовують шлюзи для переведення суден з одного вод¬ного простору в інший, який відрізняється від першого рівнем води. Якщо потрібно об’єднати дві чи кілька мереж, побудованих за різними принципами на базі відмінного апаратного та програмного забезпе¬чення з використанням різних мов для подання повідомлень, вини¬кає необхідність у спеціальному комп’ютері з програмним забезпеченням для переведення даних із формату, прийнятому в одній мережі, у формат іншої мережі. Такі комп’ютери з відповідним про¬грамним забезпеченням називаються шлюзами.
Аналогічно до призначення мостів та шлюзів відповідні електронні пристрої разом з їхнім програмним забезпеченням призначаються для об’єднання відповідно однакових та різних за принципами організації та функціонування мереж.
З’єднання різних локальних мереж за допомогою використання спеціальних пристроїв доцільно продемонструвати на мал. 1.2.

Мости та шлюзи виконують функції пристроїв – маршрутизаторів, необхідних для маршрутизації повідомлень, які направляються від комп’ютера однієї мережі до комп’ютера іншої мережі. Для визначення маршруту від одного місця збереження повідомлень до іншого за до¬помогою цих пристроїв автоматично визначаються найкоротші або незавантажені шляхи для передавання повідомлень між комп’ютерами, що знаходяться в глобальній мережі Інтернет (мал. 1.3).

Окрім того, необхідно було б створити умови, щоб комп’ютери „розуміли” один одного та „домовлялися” між собою. Це було зроб¬лено шляхом розробки угод – протоколів, які визначають правила передавання та одержання даних. Поняття протоколу також доціль¬но роз’яснювати, спираючись на асоціативне мислення. Можна на¬вести приклади протоколів, які використовують учні при складанні екзаменів з будь-якого предмета, правил поведінки в кіноконцертній залі чи перукарні, правил спілкування з лікарем у поліклініці – все це набори правил для спілкування, які можна назвати протоколами. Існують правила (протоколи), за якими проводяться зустрічі прези¬дентів різних країн, правила (протоколи) проведення олімпійських ігор, правила (протоколи) переїзду перехрестя на автомобільних шляхах тощо. Не слід намагатися дати формальне означення понят¬тю протокол обміну інформацією між комп’ютерами, головна мета – розуміння того, що такі правила (протоколи) існують, вони міжна¬родні, і їх обов’язково необхідно дотримуватися (вони повинні бути встановлені на комп’ютері користувача), інакше повідомлення мо¬жуть не дійти до адресата або залишаться для нього незрозумілими.
Згодом потрібно ввести також поняття набору протоколів (паке¬ту протоколів) та розглянути конкретні приклади протоколів, які використовуються для забезпечення віддаленого зв’язку засобами електронної пошти, телеконференцій тощо.
1.1.3. Інформаційний зв’язок в Інтернеті
До світоглядних можна віднести відомості про те, що таке хребет Інтернету (Backbone – магістральні канали), як до нього приєдну¬ються організації, що забезпечують надання послуг Інтернету і нази¬ваються провайдерами (від англ. to provide – забезпечувати). Принцип під’єднання провайдерів до хребта наочно показує мал. 1.4.

Слід зауважити, що при вивченні правил використання глобаль¬ної мережі Інтернет учні зустрічаються з досить великою кількістю, англомовних термінів, тому доцільно пропонувати їх переклад. По-перше, це дозволяє зрозуміти зміст поняття, по-друге, допомагає учням поповнити свій англомовний словниковий запас.
Важливо, щоб учні розуміли, що до BackBone провайдери під’єднуються за допомогою каналів зв’язку (і є власниками цих каналів) та за допомогою комп’ютерного вузла, до якого підходить канал. Кожен вузол – це один чи кілька потужних комп’ютерів-серверів (від англ. to serve – обслуговувати), ресурси яких можуть використовуватися при роботі на інших комп’ютерах. Останні називаються робочими стан¬ціями, або комп’ютерами клієнтів. До ресурсів комп’ютерів-серверів належать також повідомлення, які зберігаються на серверах у файлах різних типів. Із точки зору користувача мережа Інтернет є сукупністю великих вузлів, які об’єднуються між собою каналами зв’язку. Провайдер обслуговує колективних та індивідуальних користувачів, забезпечує їх певним набором послуг, необхідних при ви¬користанні ресурсів Інтернету. Ресурси Інтернету – це все апаратне (комп’ютери, засоби зв’язку, засоби передавання і прийняття повідомлень) та інформаційне (програми і дані) забезпечення, що викори¬стовується в мережі.
Особливу увагу учнів слід звернути на те, що провайдери надають можливість використовувати не тільки канали зв’язку, а й різноманітні повідомлення, дані, програми, що зберігаються на серверах. При цьому користувачі можуть розмістити персональний інформаційний сервер на апаратному забезпеченні провайдера та отримати електронну адресу такого сервера.
Далі доцільно пояснити учням поняття канал зв’язку. Це дозволить їм зрозуміти принципи передавання повідомлень між комп’ютерами, розташованими поблизу чи на великих відстанях один від одно¬го. При цьому, з одного боку, необхідно використовувати порівнян¬ня та аналогію, а з другого – спиратися на структуровані схеми, що відображають відповідні класифікації.
Канали зв’язку можна порівнювати з транспортними системами вантажних чи пасажирських перевезень. Транспортування може здійснюватися повітрям (літаками, аеростатами та ін.), залізницею або водою (човни, пароплави та ін.), суходолом (автомобілі, потя¬ги, кінні екіпажі, верблюжі каравани тощо). Залежно від середовища транспортування добирають і відповідний засіб пересування.
Із комп’ютерними мережами транспортуються повідомлення. Се¬редовище, через яке здійснюються зв’язки між комп’ютерними ме¬режами, визначають засоби з’єднання. Для з’єднання комп’ютерів поміж себе використовують електричні та оптоволоконні кабелі, безпровідний зв’язок за допомогою радіохвиль тощо.
Доцільно розглянути з учнями основні характеристики каналів зв'язку (див. мал. 1.5).

Під час бесіди можна з’ясувати з учнями питання про те, в яких випадках доцільно використовувати зв’язок між комп’ютерами за до¬помогою кабелів різних типів, а в яких – безпровідний зв’язок через радіоефір. Така бесіда дозволяє підвищити емоційність уроку та ак¬тивізувати пізнавальну діяльність учнів.
1.2. Три складових сучасного Інтернету. Ресурси Інтернету
Необхідно звернути увагу учнів на те, що саморозвиток Інтернету відбувається шляхом його розширення за рахунок включення нових компонентів. Зростання і розвиток відбуваються одночасно і збалан¬совано у трьох напрямах, які відповідають трьом основним складо¬вим Інтернету: апаратному, програмному та інформаційному.
Далі доцільно зупинитися окремо на кожній зі складових та обго¬ворити такі запитання:
1. Як подана кожна зі складових?
2. Які функції виконує?
3. Де може знаходитися та зберігатися?
4. Як можна знайти кожну зі складових?
5. Який доступ може бути організований до кожної зі складових?
Вивчення цих понять можна побудувати за допомогою бесіди, в якій вчитель задає питання, учні обговорюють їх, а потім вони разом доходять відповідних висновків.
1.2.1. Апаратна складова
Спочатку слід пригадати, як подана апаратна складова Інтернету: комп’ютери різних моделей і систем, лінії зв’язку будь-якої фізичної природи і пристрої, що забезпечують механічне та електронне сти¬кування між комп’ютерами і лініями зв’язку. Всі апаратні компонен¬ти Інтернету можуть діяти в єдиній глобальній мережі як на постійній, так і на тимчасовій основі. Важливо пояснити учням, що фізичний вихід з ладу або відключення на деякий час окремих ділянок Інтер¬нету, а також непрацездатність деяких комп’ютерів, що входять до глобальної мережі, ніяк не впливає на можливість функціонування самої мережі.
Спираючись на асоціативне мислення учнів, можна розглянути як аналог апаратної складової Інтернету, наприклад державні та регіональні мережі автомобільних доріг. Вихід з ладу окремої ділянки ав-томагістралі між двома пунктами не повинен перешкоджати руху транспорту між цими пунктами. Якщо дорожня мережа добре розви¬нена, то завжди знайдеться маршрут об’їзду такої ділянки.
З учнями слід виділити спільні ознаки двох розглянутих систем. Окрім того, доцільно звернути увагу на їх суттєві відмінності. Інтернет має не плоску, на відміну від автодорожньої мережі, а просто¬рову структуру, що забезпечує більш швидкий та якісний зв’язок. Пе¬редавання даних не обов’язково повинно відбуватися кабельними каналами зв’язку.
1.2.2. Програмна складова
При обговоренні питання програмної складової глобальної мережі Інтернет учні повинні спробувати самі дати відповіді на запитання: як саме забезпечується спільна робота технічно несумісного облад¬нання, комп’ютерів різних типів, які з’єднуються лініями зв’язку, що базуються на найрізноманітніших фізичних принципах. Спеціальні програми, які працюють на комп’ютерах, під’єднаних до мережі Інтер¬нет, дозволяють перетворювати дані таким чином, щоб їх можна було передавати різними каналами зв’язку і відтворювати на різних комп’ютерах. Програми „слідкують” за дотриманням єдиних протоколів, забезпечують цілісність даних, які передаються, контролюють стан мережі та при виявленні уражених чи переобтяжених ділянок мережі оперативно перенаправляють потоки даних на інші ділянки.
1.2.3. Інформаційна складова
Під час бесіди учням доцільно надати можливість висловити свою думку про те, що належить до інформаційної складової. Вони повинні усвідомити, що інформаційна складова в Інтернеті подається мережевими документами, тобто документами, які зберігаються на комп’ютерах, під’єднаних до Інтернету. Ці документи можуть бути різно¬го типу: текстового, графічного, звукового (звукозаписи), відео (відеозаписи) тощо.
Характерна особливість інформаційного компонента полягає в тому, що він може бути розподіленим. Учителю необхідно ретельно пояснити цей термін та з’ясувати суттєві його ознаки, а потім наве¬сти приклади. Так, при перегляді на екрані книги, яка зберігається в Інтернеті, текст може поступати з одних джерел, звук і музика – з других, графіка – з третіх, а примітки – з четвертих. Таким чи¬ном, первинні документи, що зберігаються в Інтернеті, пов’язані між собою гнучкою системою посилань. Її створюють автори документів у зручному для них вигляді. В результаті можна говорити про те, що утворюється деякий інформаційний простір, який складається з ве¬ликої кількості взаємопов’язаних документів. Цей простір нагадує павутину. До неї можна увійти з боку будь-якої нитки, а далі пере¬мішуватися між документами і досліджувати павутину за власний бажанням.
1.2.4. Поняття про ресурси Інтернету
Одним із основних понять цієї теми є поняття ресурсу глобальної мережі. В Інтернеті трьом основним компонентам відповідають такі типи ресурсів: апаратні, програмні та інформаційні. Всі види ресурсів Інтер¬нету є чиєюсь власністю і це не один власник, їх велика кількість. Власність може бути приватна, корпоративна, державна і громадська.
Важливо, щоб учні усвідомили, що кожний ресурс Інтернету (як апаратний, програмний, так і інформаційний) має свою адресу, ос¬кільки комусь належить і знаходиться в певному конкретному просторі.
При поясненні особливостей апаратних ресурсів слід звернути увагу учнів на два суттєвих моменти:
1. Під’єднуючись до Інтернету, клієнт реально використовує апаратні ресурси того комп’ютера, за допомогою якого забезпечується під єднання. У цьому комп’ютері для вирішення завдань користувача виділяються частини потужності процесора, оперативної пам’яті та у багатьох випадках – частина запам’ятовуючого простору на жорст¬ких дисках або накопичувачах іншого типу.
2. Кожний комп’ютер, під’єднаний до Інтернету, має свою уні¬кальну адресу.
Користувачі Інтернету експлуатують фізичні ресурси ліній зв’язку, по яких передаються сигнали, що відходять від комп’ютера користу¬вача. Їх пропускна спроможність може бути дуже великою, особливо для оптоволоконних і космічних ліній, але вона не є нескінченною. При перевантаженні сповільнюється час проходження даних, між сигналами починається інтерференція, яка спричиняє перебої і по¬втори передавання. Це означає, що кожний новий користувач Інтер¬нету, який використовує апаратні ресурси глобальної мережі, дея¬кою мірою ускладнює роботу інших ділянок Інтернету. На потужних ділянках Інтернету, які обладнані високопродуктивними комп’ютерними системами і високошвидкісними стволами ліній зв’язку, це не¬помітно. На ділянках, оснащених застарілою технікою і примітивни¬ми каналами зв’язку, вплив одних користувачів на якість роботи інших дуже великий.
Програмні ресурси Інтернету подані програмами, які функціонують у складі мережевого обладнання. Роботу користувача глобальної мережі обслуговують тисячі програм, що працюють на тих комп’ютерах, через які проходять їх запити до постачальників інформації. Усі ці програми комусь належать на правах власності (їх виробникам) і за правом на використання (тим, на чиїх комп’ютерах вони вста¬новлені). Без таких програм користуватися різними послугами Інтернету неможливо. Одні програми встановлюються на робочих станціях користувачів, які мають зв’язок з Інтернетом; інші програми встанов¬люються на вузлових комп’ютерах, що забезпечують певні послуги у глобальній мережі.
Інформаційні ресурси Інтернету зображені документами, які збері¬гаються на комп’ютерах, під’єднаних до глобальної мережі. Залежно від власності ці ресурси можуть бути відкритими або закритими. В останньому випадку для звернення до них необхідно пред’явити пра¬ва; як правило, це відбувається шляхом оголошення свого реєстра¬ційного імені (login) і пароля (password). Права доступу або придба¬ються користувачем (оплачуються), наприклад, – при зверненні до комерційних ресурсів, або видаються користувачеві адміністрацією, наприклад для співробітників підприємства, установи, відомства.
Велику частину інформаційних ресурсів Інтернету складають відкриті ресурси: тексти, зображення, звуко- і відеозаписи й ін.
1.3. Під’єднання до Інтернету
1.3.1. Способи під’єднання до Інтернету
Учитель може повідомити учням назви найвідоміших провайдерів України: Relcom, Elvisti, IPTelecom, Global Ukraine, LacyNet та ін. За¬лежно від масштабу і рівня провайдера, його спеціалізації та інших факторів набори і кошторис (а також якість) послуг різних компаній можуть відрізнятися.
Важливо, щоб учні усвідомили, що для під’єднання комп’ютера до глобальної мережі Інтернет необхідно мати: спеціальне комунікаційне обладнання, канал зв’язку та спеціальні комунікаційні програми.
У систематизації матеріалу допомогу може надати схема класифікації апаратного та програмного забезпечення глобальної мережі (мал. 1.6).

Учні повинні знати, що залежно від бажань та фінансових можливо¬стей користувач вибирає один із двох способів доступу до Інтернету:
• прямий доступ через виділений (спеціальний) канал зв’язку;
• доступ за викликом з використанням модему і комутованої телефонної мережі (мал. 1.7).

Перший спосіб (постійне з’єднання) ефективний, але дорогий, тому використовується він, в основному, колективними користува¬чами – організаціями.
Під’єднання комп’ютера 24 години на добу до світової мережі на¬зивають постійним під’єднанням через виділену лінію (виділений канал), який може бути, наприклад лінією звичайних телефонних проводів, однак сигнали через них передаються не в аналоговому вигляді, як у звичайній телефонній мережі, а в цифровому. Такі лінії називають ISDN лінями (Integrated Services Digital Network - цифрова мережа ін-тегрального обслуговування).
Детальніше вчителю доцільно зупинитися на модемному під’єднанні.
Тимчасове під’єднання (доступ за викликом, віддалений доступ) до Інтернету значно дешевше, однак здійснюється через під’єднання до вузла провайдера. Цей спосіб має й інші недоліки: порівняно неви¬соку швидкість обміну повідомленнями і незадовільну якість зв’язку.
Учні повинні зрозуміти призначення та основні функції стан¬дартного пристрою, за допомогою якого комп’ютер може бути під’єднаним до вузла провайдера – модема, який з’єднує комп’ютер з телефонною мережею через звичайну телефонну розетку. Функції модема – перетворення цифрових (дискретних) сигналів, з якими працює комп’ютер, на аналогові (неперервні) сигнали, при їх переда¬ванні через телефонні лінії, і навпаки, перетворення аналогових (не¬перервних) сигналів на цифрові при прийманні неперервних сигналів з телефонної мережі та передавання їх після перетворення до запам’ятовуючих пристроїв комп’ютера. Таким чином, модем може роз¬глядатися і як пристрій уведення повідомлень до оперативного запам’ятовуючого простору комп’ютера від інших комп’ютерів, і як пристрій виведення повідомлень із оперативного запам’ятовуючого простору цього комп’ютера до оперативних запам’ятовуючих при¬строїв інших комп’ютерів (мал. 1.8).

Важливо пояснити учням, що для роботи з модемом використо¬вується спеціальне програмне забезпечення, яке після встановлення модема на комп’ютер також слід проінсталювати та налагодити. Каналом зв’язку між комп’ютером і вузлом провайдера може слугувати звичайна (комутована АТС, коли зв’язок встановлюється через спе¬ціальні комутатори на телефонних станціях), або спеціально виділена телефонна лінія. Під час бесіди доцільно обговорити типи і характе¬ристики АТС.
Окрім того, можна порівняти різні варіанти під’єднання до ме¬режі Інтернет. Після перетворення за допомогою стандартних модемів цифрових сигналів на неперервні, вони передаються від комп’ютера користувача на центральну телефонну станцію, де знову перетворю¬ються на цифрові, якщо телефонна станція цифрова. Унаслідок по¬слідовності таких перетворень ефективна швидкість передавання да¬них за допомогою модема не перевищує 28,8 Кбіт/хв. Для підвищення потужності у модеми вбудовують спеціальні пристрої, які працюють за відповідними програмами (такі модеми мають швидкість переда¬вання даних 33,6 і 56 Кбіт/хв) і забезпечують стиснення даних. Тех¬нологія ISDN не потребує перетворення цифрових сигналів на ана¬логові й навпаки, тому пропускна здатність ISDN-ліній порівняно з телефонними лініями набагато вища.
При під’єднанні до вузла провайдера через виділену ISDN-лінію модем не потрібний, але в цьому випадку необхідною є наявність спеціального ISDN-адаптера, який би зв’язував комп’ютер з таким периферійним каналом зв’язку.
Бажано також сформувати уявлення учнів про пакетний та каналь¬ний способи передавання повідомлень, які використовуються при роботі в мережі Інтернет. Для цього можна запропонувати учням порівняти дві служби: телефонну і залізничну, виділити їх спільні та відмінні риси. Така інформація є для учнів світоглядною, хоча необов’язковою для вивчення.
Телефонні лінії є канальним способом комунікацій. Для кожного клієнта на телефонних станціях у користування виділяється певний канал для з’єднання з абонентом. Причому цей канал тимчасово стає недоступним для інших клієнтів. Таким чином, телефонні станції обслуговують обмежену кількість користувачів.