Geum.ru

Отчет по лабораторной работе № «Сообщение о модеме» по дисциплине

Вид материалаОтчет
Подобный материал:
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ


ГОУВПО «Самарский государственный архитектурно-строительный университет»


Факультет информационных систем и технологий


Кафедра прикладной математики и вычислительной техники


ОТЧЕТ


ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №

«Сообщение о модеме»


по дисциплине

«Технологии научной деятельности»


Выполнил: Студент ГИП-108

Терёхин В.Е.


Проверил: Пиявский С.А.


Самара 2008г.


МОдуляция + ДЕМодуляция = МОДЕМ. Что заставило меня, рядового пользователя ПК, каким я и являюсь заинтересоваться этой темой? Да банальное любопытство. И возможно зависть. У одного друга (продвинутый юзер) Интернет включается быстро, и картинка возникает моментально, а у другого – ждешь до появления мурашек, а тут еще в приобретаемом ноутбуке, сказали, есть встроенная сетевая карта и модем. А какой? Для чего? Остается одно – прикинутся обыкновенным «чайником» и спросить ответы на вопросы у более продвинутых юзеров, почитать соответствующую литературу, в конце концов, покопаться в Интернете. И хотя я не мастер писать различные статьи, возможно из нижеописанного, кому-то и будет польза.

Мы уже познакомились с моим другом – продвинутым юзером, который, как и положено говорит «железо», «мама (в смысле материнская плата)» и пр. И все оборудование называет «паралитики», кроме привода DVD и кулера (вентилятора), те хотя бы жужжат и крутятся, теперь самое время обратиться к модему и посмотреть, как он вписывается в грандиозную картину взаимодействия «паралитиков».

Прежде всего, для связи с компьютером у модема есть «глаз», которым он либо мигает, передавая цифровые сигналы в компьютер, либо наоборот — следит за ответным миганием компьютера, принимая от него информацию. В этом он ничем не отличается от других частей компьютера — например, жесткого диска или оперативной памяти. Но, кроме того, у модема есть еще и «рука». Ею он держится за телефонную линию, которую удобно представить в виде протянутой веревки. Этой своей рукой модем может размахивать, посылая по веревке волны (аналоговые сигналы), которые принимаются на другом конце линии вторым модемом. (Понятно, что веревку можно волновать с обеих сторон и даже одновременно — то есть связь может быть дуплексной). Как вы уже догадались, вся соль именно в том, как преобразовать двоичные мигания в аналоговые волны. Процесс этот называется модуляцией, а обратное преобразование — демодуляцией, откуда и произошло название самого устройства. Итак, как же осуществляется модуляция? Я еще помню из школьного курса физики, что у аналогового сигнала — волны — есть несколько параметров, основные из которых — частота, амплитуда и фаза. Бегущие по телефонной линии волны могут отличаться друг от друга по любому из этих параметров или даже сразу по нескольким, — то есть они явно разнообразнее, чем двоичные мигания. А в переводе на компьютерный язык «разнообразнее» означает, что они несут в себе информации больше, чем один бит. Этим и пользуются модемы.

Правда, первые модели, работавшие на скорости 300 бит/с (о скоростях речь у меня пойдет ниже), были еще очень примитивными. Они использовали только одну характеристику волны — ее частоту. Скажем, получив от компьютера бит «I», модем посылал в телефонный канал сигнал одной частоты, а для бита «О» — сигнал другой частоты (выше или ниже). Модем на том конце линии различал эти частоты и соответственно мигал или не мигал своему компьютеру. Современные же модемы устроены хитрее — они манипулируют сразу несколькими параметрами аналогового сигнала. Например, это может выглядеть так: сначала модем, принимая от компьютера двоичную информацию, накапливает (запоминает) три подряд идущих бита. Затем он посылает в линию сигнал, амплитуда которого определяется первым из этих битов, частота — вторым и фаза — третьим. Принимающий же модем, получив эту волну, измеряет все три ее характеристики и таким образом расшифровывает посланные три бита.

Вернусь к ранее сказанному о загружаемой картинке. Все зависит от скорости загрузки (передачи данных), поэтому, что такое быстрый модем и почему он лучше медленного, видимо, объяснять не нужно. От быстродействия компьютеров, как известно, никому на свете еще хуже не было. Так что, казалось бы, чего тут долго раздумывать: покупай самый быстрый модем, на который только хватит денег, — вот и вся наука! И все же имеет смысл разобраться, чем быстрый модем отличается от медленного — хотя бы для того, чтобы понимать смысл единиц, в которых эта скорость измеряется.

Быстрота работы модема складывается из двух составляющих, которые можно условно обозначить терминами «скорость» и «ловкость». Скорость, измеряемая в бодах (англ. baud), определяется тем, как часто модем может переключаться с одного аналогового сигнала на другой. Например, если за секунду модем меняет характеристики посылаемой волны 1200 раз, то о нем говорят, что он работает на скорости 1200 бод.

Вторая важная характеристика — «ловкость» — больше говорит об интеллекте модема, чем о его быстроте реакции. «Ловкость» определяется тем, сколько битов информации модем может уместить в один аналоговый сигнал. Иными словами, ловкий модем умеет более разнообразно менять характеристики посылаемой волны, набивая ее информацией. Понятно, что из двух модемов, работающих на одинаковой скорости, ловкий модем передаст больше информации за единицу времени. Теперь нам осталось лишь перемножить скорость и ловкость, чтобы получить самую важную характеристику модема — его пропускную способность, которая измеряется в битах в секунду. Например, если модем работает на скорости 2400 бод и каждая посылаемая им волна несет информацию о четырех битах, то пропускная способность этого модема равна 9600 бит/с. Собственно говоря, для меня, как пользователя модема важна именно скорость передачи данных, измеряемая в битах в секунду, так что на количество бод можно не обращать внимания. К сожалению, многие смешивают эти две единицы, говоря, например, о модеме «на 14 400 бод». На практике в бодах измеряется также скорость работы порта, т. е. скорость передачи данных между компьютером и модемом (где связь еще цифровая и потому нет никакой модуляции).

Еще одна единица для измерения скорости передачи данных, применяемая на практике, — CPS (characters per second, символов — т. е. байт — в секунду). Этой единицей обычно измеряют скорость передачи полезной информации, которая может сильно изменяться в зависимости от качества линии и протокола связи даже при одном и том же значении скорости в бит/с (так как часть времени связи всегда тратится на подтверждение приема, исправление ошибок и прочие служебные надобности).

От чего же зависит пропускная способность модема? Понятно, что сам компьютер может пересылать двоичные данные очень даже быстро (я попробовал скопировать большой файл с одного раздела винчестера на другой и меня это сильно впечатлило). Собственно модуляция, то есть превращение цифрового сигнала в аналоговый, тоже не сложная процедура. Почему же тогда пересылка даже небольшого файла через модем может стать занятием на целый вечер? Конечно же, причина в самом древнем элементе всей системы — телефонной линии: она, что называется, «не резиновая». Аналоговая природа телефонной связи накладывает жесткие ограничения на передачу двоичной информации. Вот почему мы до сих пор не можем пересылать файлы через модем иногда даже со скоростью чтения с дискеты. Как показывает история развития модемов, гораздо перспективнее повышать их «ловкость», чем скорость передачи. Увеличение скорости очень быстро наталкивается на непреодолимые препятствия, лежащие в самой природе телефонного канала. Если раскачивать веревку — телефонную линию — слишком быстро, то волны будут затухать, не доходя до другого конца. Поэтому увеличение пропускной способности современных модемов достигается исключительно за счет роста их интеллекта, то есть умения передавать больше информации на одной и той же скорости.

Что же отличает хороший модем от плохого? Конечно, в первую очередь это внешний вид, размер и количество прилагаемой макулатуры. Во вторую очередь — скорость передачи данных, устойчивость связи, количество и качество поддерживаемых протоколов. Также приятно греют душу разные дополнительные примочки типа АОН, голос или флэш–память.
Для того чтобы понять о чем пойдет речь, напомню историю циклического развития модемов. Сначала модемы выпускались только как преобразователи аналогово–цифровых сигналов. Всю остальную обработку информации брал на себя сам компьютер. Со временем производители отказались от излишней загрузки процессора и решили все обрабатывать в самом модеме, выдавая в шину готовые данные. И все было замечательно до тех самых пор, пока не начали плодиться новые программы сжатия и передачи данных (протоколы), которые уже никак не совмещались со старыми, прочно зашитыми в модемах. Производители сделали мощный откат и стали снова выпускать модемы, управляемые программой, записанной на компьютере.
Долго они ходили по кругу, пока не изобрели, наконец, флэш–память. Вроде бы она внутри модема стоит и не отвлекает центральный процессор, но при этом способна перезаписываться и обновляться новыми протоколами.
Теперь при покупке модема не надо задумываться, какие протоколы он поддерживает, на какую максимальную скорость он рассчитан. Главное — чтобы была флэш–память. Все остальное мы туда сами вложим. Одно плохо — для этой процедуры необходимо запастись богатым опытом работы с компьютером. А где же его взять, если он на дороге не валяется? Из всего вышесказанного видно, что прогресс в модемах постепенно заканчивает свое маятниковое качание из крайности в крайность и подбирается к золотой середине. Где же она лежит?

На рынке уже есть модем, представляющий собой новый шаг в развитии модемостроения. В нем есть встроенный DSP–процессор, который берет на себя все функции по обработке данных, используя программу–драйвер, записанную на диске. А уж записать на диск что-нибудь новенькое может любой школьник.

Удивление вызывают потенциальные возможности этого модема в сравнении с его ценой. В бедный маленький модемчик производители засунули все, что только можно туда засунуть: возможность одновременной цифровой передачи голоса и данных по телефонному каналу, коммутация работы нескольких программ по одной линии связи (игры, диспетчерские службы). Более того — на сервере компании всегда лежат самые свежие версии драйверов, причем совершенно бесплатно, которые позволяют его разгонять. Секрет успеха именно в этом DSP–процессоре, способном поддерживать любые протоколы, которые придумало или еще не успело придумать человечество, но обязательно придумает. В принципе, возможности, заложенные в этом модеме, позволяют делать абсолютно все, что могут предложить телефонные линии. Нужно только грамотно его установить, записать нужные протоколы, драйвера и смело запускать программы АОНа, автоответчика, факса и, конечно, Internet браузера. К сожалению, всему есть предел. Подсчитано, что граница пропускной способности коммутируемого телефонного канала лежит где-то в районе 30—35 Кбит/с, и модемы уже очень близко подошли к этому пределу. Дальнейшее увеличение скорости возможно, только если отказаться от обветшавшей аналоговой телефонной технологии.


Тем не менее, перспективы радуют, и прогресс не стоит на месте. Ведь была аудиотехника «Hi-Fi», которой радовался еще мой отец. Затем «Hi-End», что означает высший конец, так как, зачем увеличивать частоты на бытовой аудиоаппаратуре, если человеческое ухо их все равно не слышит, для летучих мышей что ли? Потом CD и DVD и еще спорили, что лучше и вдруг придумали MP3-плееры, где вообще ничего не крутится. Так и в коммуникационных системах – Россия к 2015 году переходит на цифровое телевидение, оптоволоконные кабели, спутниковый Интернет, сотовые телефоны с встроенными модемами, iPhone и 3G-модем, наконец. Так что дальнейший прогресс и развитие информационно-коммуникационных систем покажет не далекое будущее.


СПИСОК ИСТОЧНИКОВ:
  1. Автор неизвестен. «Все о компьютерных сетях для чайников». Уфа, «Итих-пресс» 1999 г. ссылка на сайт ссылка скрыта
  2. Касьянов А.В. «Физика 11 класс». Москва, «Дрофа» 2004 г.

  3. Статья «Как за бесценок приобрести приличный модем?» ссылка скрыта

  4. Угринович Н.Д. «Информатика и информационные технологии 10-11 классы». Москва, «БИНОМ. Лаборатория знаний» 2003 г.