2. Elméleti alapok
Korunkban, talán nem túlzás azt állítani, hogy az emberek életére legnagyobb hatással, befolyással a technika, illetve a technikai találmányok vannak. Életünket már nehezen tudnánk elképzelni telefon, sőt mobiltelefon, rádió, TV, számítógép és egyéb a megjelenésükkor szenzációt jelentő találmányok nélkül. Ezek megléte manapság már természetes. A 18. század a történelembe ipari forradalom néven vonult be, elmésebbnél elmésebb mechanikai eszközök, rendszerek megalkotásának kora ez. A 19. század vitathatatlanul legnagyobb felfedezése az elektromosság, a mai napig élvezzük – néha szenvedjük – a megalkotott találmányok előnyeit. A 20. századot – úgy tűnik a 21. századot is, vagy legalábbis annak egy jelentős részét - meghatározó fogalom az információ. Új iparágak jöttek létre, amelyek információátvitellel, információgyűjtéssel, információfeldolgozással foglalkoznak. Kétségkívül a legsikeresebb és leggyorsabban fejlődő ezek közül a számítástechnika ipar. Ezek eredményeként telefonhálózatok hálózzák be a Földet, műholdak keringenek bolygónk körül, a számítógép használata általánossá vált. A számítástechnika integrálódása más területekkel felgyorsította a fejlődést. Manapság egy gombnyomással küldhetünk, fogadhatunk adatot nagy földrajzi távolságokból. Egy vállalat már nem köthető szorosan egy telephelyhez, megjelentek a ”világméretű” vállalatok. A legkisebb használati tárgyainkba is ”intelligencia” költözött. Egyre rövidebb idő alatt szeretnénk egyre több adat birtokába jutni. Az információ létfontosságú lett az emberi civilizációknak (elsősorban a Nyugati kultúrára jellemző, viszont ennek más kultúrákra gyakorolt hatása épp technikai vívmányai miatt erőteljes). A fejlődés és integráció eredményeként az információ fogalma elválaszthatatlan lett a számítástechnikától.
A technikai haladást, fejlődést a Moore-szabály jellemzi (Gordon Moore az Intel egyik alapítója, 1965-ben figyelt fel erre a szabályszerűségre). A szabály érvényességét 2020-ig jósolják, valószínűleg a méretcsökkenés eddigre már áramkör instabilitást okozna.
Moore-szabály (Moore’s law): Egységnyi felületre integrált tranzisztorok száma, másfél évenként megkétszereződik.
Azaz a fejlődés egyre jobb és olcsóbb eszközöket eredményez. A gépeken újabb és újabb alkalmazásokat lehet futtatni, ez piacbővülést okoz, fokozódik a versenyhelyzet, jobb terméket kell előállítani, és a folyamat kezdődik elölről.
A számítógép-használatot megalkotásának első néhány évtizedében az egygépes központi rendszer jellemezte. Hatalmas, teremnyi méretű gépekhez sorban állás után lehetett hozzájutni. Némi könnyebbséget jelentett a terminál rendszer kialakítása. Itt a központtól távol, még mindig az épületen belül elhelyezett billentyűzet és monitor egység segítségével, a felhasználók megosztott üzemmódban használhatták a néhány méterrel távolabb lévő monstrumot.
A fejlődés eredményeként a szekrény méretet elfoglaló központi egységek (CPU - Central Processing Unit, más néven processzor) néhány cm2-en foglalnak helyet, ami a szintén lecsökkent méretű kapcsolódó alkatrészekkel együtt az ember ölében (tenyerében) is elférnek. A nagyszámítógépek által végzett feladatokat kisebb méretű és olcsóbb gépek vették át, melyeket a feldolgozási teljesítmény növelése érdekében összekötöttek egymással. Kialakultak a számítógép-hálózatok.
Számítógép-hálózat (computer networks): Számítógép-hálózatnak nevezzük az autonóm számítógépek valamilyen közvetítő közegen át összekötött, együttműködő rendszerét. Együttműködő a rendszer, ha információcsere történik az egyedek között.
Az átviteli közeg anyaga tetszőleges lehet: réz, optikai közeg vagy műholdon keresztül megvalósított; lényeg, hogy az összeköttetést akadálymentesen biztosítsa. Ipari számítógép-hálózatok esetén, az autonómia mindössze arra utal, hogy minden számítógép a saját feladatának ellátására önállóan képes.
A kommunikációs csatorna használatának kezdeményezésére, azonban a legtöbb esetben csak egy számítógépnek van joga. Ez a gép a többi géppel mester-szolga (master-slave) viszonyban van, azaz vezérli azokat.
Ipari környezetben gyakran előfordulnak intelligens eszközök a technológia közelében érzékelő- és beavatkozószervként. Amennyiben ezek az eszközök saját tápellátással rendelkeznek, szintén a hálózat számítógépeinek tekinthetők. Az olyan eszközöket, amelyeket a távolabb elhelyezkedő számítógép-hálózat egyedei ki- illetve bekapcsolhatnak nem részei a hálózatnak. Célszerűbb az ilyen gépeket perifériaként kezelni.