1: Информационные системы (ИС)
| Вид материала | Документы |
- Направление 230400 «Информационные системы и технологии», 20.25kb.
- Программа дисциплины «информационные сети» Индекс дисциплины по учебному плану: опд., 123.28kb.
- Многоуровневая учебная программа дисциплины электротехника и электроника для подготовки, 409.29kb.
- Программа дисциплины «вычислительная математика» Индекс дисциплины по учебному плану:, 550.42kb.
- Программа государственного экзамена по специальности: 230201. 65 «Информационные системы, 450.31kb.
- В. П. Информационные системы в технике и технологиях. Ч. Диплом, 1332.77kb.
- Информационные технологии управления лекция 6 Информационные системы планирования (бюджетирования), 41.66kb.
- Конспект лекций по дисциплине «Информационные системы в экономике», 1286.5kb.
- Рабочая программа по дисциплине "алгоритмизация и программирование" для специальности, 136.78kb.
- Рабочая программа По дисциплине «Интеллектуальные информационные системы» По специальности, 353.65kb.
Тема 7-8: Телекоммуникации.
- Информационная революция приоритет телекоммуникаций перед вычислениями.
- Компоненты и функции системы телекоммуникаций.
- Типы телекоммуникационных систем.
1) Телекоммуникация.
Телекоммуникация – передача информации или данных электронными средствами на значительные расстояния.
В процессе компьютерной революции постепенно менялись роль и функция собственно компьютеров: они превращались из супермощных считалок в средства доступа к гигантским массивам информации, географическое положение которых было не важно – они могут храниться в Азии, Африке или Австралии – где угодно.
Телекоммуникации появляются в результате "женитьбы" компьютера на связи. Начало истории телекоммуникаций – 1876г., Александр Белл изобрёл телеграф. В США AT&T (American Telephone and Telegraph) была крупнейшей регулируемой монополией, предоставляющей все телекоммуникационные услуги. В 1984г. по решению Департамента Юстиции США монополия AT&T была прекращена и в стране появились различные компании, предоставлявшие услуги по телекоммуникации.
2) Компоненты и функции телекоммуникационных систем.
Т
елекоммуникационная система – набор совместимых аппаратных и программных средств, применяемый для передачи данных или информации из одного места в другое.
2.1. Компоненты телекоммуникационных систем.
- Компьютеры для обработки информации.
- Терминалы или любые вход/выход устройства для получения и ли передачи данных.
- Каналы связи, по которым данные передаются от передающего к принимающему устройству сети. Каналы связи могут строиться на различных основах: телефонные линии, опто-волоконные кабели, коаксиальные кабели и беспроводная связь.
- Процессоры связи (communication processors) – модемы, мультиплексоры, контролеры, обеспечивающие поддержку различных функций передачи и приёма данных.
- Программное обеспечение связи, которое управляет входом/выходом данных и другими функциями связи в сети.
Функции телекоммуникационных систем.
Для приёма и передачи данных телекоммуникационная система должна выполнять множество различных функций, невидимых пользователем. Телекоммуникационная система а) передаёт данные и информацию, б) устанавливает интерфейс между отправителем и получателем, в) направляет послания по наиболее эффективному пути, г) выполняет элементарную обработку данных для того, чтобы обеспечить правильную передачу послания верному получателю, д) лёгкое редактирование для исключения элементарных ошибок. Короче говоря, телекоммуникационная система управляет потоками данных и информации в сетях.
Протоколы.
Телекоммуникационные системы обычно состоят из аппаратуры и программного обеспечения различной природы, которые тем не менее должны работать вместе. Поэтому различным компонентам телекоммуникационных систем надо дать некие правила соответствия, которые бы понимались всеми.
Такие правила и процедуры, управляющие передачей данных из одного места в другое, называются протоколом. Каждое устройство сети должно быть способно понимать протокол другого устройства.
Главными функциями протокола в телекоммуникационной сети являются распознавание каждого устройства, встречающегося в канале связи, подтверждение правильного получения передаваемого послания либо идентификация ошибки при передаче. По существу протокол представляет собой некий стандарт передачи данных.
2.2. Типы сигналов: аналоговые и цифровые.
Информация передаётся по сети в виде электромагнитных сигналов. Сигналы могут быть двух видов: аналоговые и цифровые.
Аналоговый сигнал, например, передаёт голос по телефонным линиям связи, когда звуковой сигнал преобразуется в мембране микрофона в электрический. Таким образом, аналоговый сигнал – это непрерывный волновой сигнал.
Цифровой сигнал – в отличие от аналогового – дискретный, прерывистый, ре передаёт либо 1, либо 0: есть импульс – 1, нет импульса – 0. Такие сигналы – основа коммуникации практически во всех современных компьютерах.
Но если аналоговый сигнал может передаваться на большое расстояние, для чего специально готовится – усиливается, преобразовывается – цифровой сигнал этими свойствами не обладает. Для передачи по каналам связи его необходимо преобразовать в аналоговый сигнал. Такое преобразование осуществляет модем (модулятор/демодулятор). После преобразования ц
ифровой сигнал может быть передан по обычному аналоговому каналу связи на другой компьютер.
2.3. Типы каналов связи.
Канал связи соединяет отправителя и получателя информации. Чаще всего в роли обоих выступают компьютеры. Каналом связи для передачи данных могут использовать различные элементы: витую пару, коаксиальный кабель, оптоволокно, беспроводную связь, ретрансляторы, спутники и т.д.
Витая пара – провода телефонной связи, но скрученные – для исключения резонансных эффектов. Могут быть использованы для медленной передачи данных. Чудеса современных техников и программистов могут увеличить скорость передачи данных по витой паре до 10 мегабит в секунду максимум, реально – гораздо меньше. Плохо защищена от внешних воздействий. Относительно дешёвая.
Коаксиальный кабель – телевизионный кабель в жёсткой оболочке. Более защищён от внешних воздействий и обеспечивает более высокую скорость передачи – до 200 мегабит в секунду.
Кабели из оптического волокна (оптоволокно) – состоит из тысяч сплетённых нитей стеклянных или полимерных световодов – каждый тоньше человеческого волоса. Данные передаются с помощью световых импульсов, посылаемых лазером со скоростью от 500 килобит до нескольких миллиардов бит в секунду. Необходим для передачи больших объёмов данных. Обычно используется для устройства бэкбона сети (backbone) или стержня, магистрали сети, но не отдельных устройств компании.
Как правило, оптоволокно используется для устройства корпоративного ввода/вывода (trunk line – транк), тогда как витая пара и коаксиал – для разводки сети внутри зданий компании.
Беспроводная связь.
Беспроводная связь существует в спектре частот электромагнитных сигналов.
| 1  01 | 104 | 105 | 108 | 1010 | 1012 | 1013 | 1014 | 1015 | | 1016 | 1017 | 1018 | 1019 | 1020 | 1022 |
| Живой звук | | Радио АМ (длинные волны) Радио KB Радио FM ТВ | УКВ ТВ Сотовая связь Телефон Пейджер | Микро-волны (micro-waves): Радары Спутники | | Инфра-красное излучение Remote control | Оптическое волокно | Ультрафиолет | | Рентгеновские лучи | | Гамма-лучи Космическое излучение PCS (personal communicational services) на космических высокочастотных волнах | | ||
Микроволновые системы – передают высокочастотные радиосигналы через атмосферу и широко распространены для передачи больших объёмов данных на дальние расстояния. Поскольку этот тип сигналов передаётся по прямой и не может огибать Землю по её контуру, для дальней передачи применяются наземные ретрансляторы, расположенные через 50 км. Другой способ ретрансляции – спутники. Спутниковые системы связи становятся особенно эффективными при передаче гигантских объёмов данных на географически значимые расстояния одновременно многим пространственно распределённым пользователям. В этом случае ни кабельная, ни микроволновая с ретрансляторами система не выдерживают конкуренцию по стоимости.
При этом особенно эффективны «низкоорбитные» спутники, находящиеся на орбитах, существенно более близких к поверхности Земли, чем обычные спутники, орбита которых 22000 миль 35 тыс. км. Низкоорбитные спутники дешевле, но главное – могут принимать более слабые сигналы от ретрансляторов. Эти спутники позволяют гарантировать телефонную связь (а значит – и телекоммуникационную) абоненту в любой точке Земли. Высота низкоорбитных спутников ….. тыс. км. – они практически касаются атмосферы.
Наиболее распространённые виды беспроводной связи: сотовый телефон, пейджер, радар.
2.4. Характеристики каналов связи.
Необходимы для оценки качества и эффективности каналов связи.
а) Скорость передачи данных.
Обычно скорость передачи информации или данных по каналу связи определяется с помощью показателя бит/сек (Bit per Second BPS) или число 0/1, передаваемых в секунду, или числом элементов сигнала (изменений состояния канала) в секунду.
Для последовательного канала (когда данные следуют по одно и той же линии связи друг за другом) 1 BPS = 1 Baud (бод). При других способах организации канала связи элемент сигнала может соответствовать более, чем одному биту, т.е. бод > бит/сек.
Скорость передачи данных ещё определяется соответствием частоты отправляемого сигнала полосе частот канала связи. Полоса частот определяется разностью между самой высокой и самой низкой частотой сигнала, который может быть пропущен через данный канал связи.
Таблица. Скорость передачи, частота и стоимость.
| Средство | Полоса частот, гц | Скорость | Цена |
Витая пара | 102 – 107 | 300 bps – 100 mbps | Низкая |
| Коаксиал | 104 – 109 | 56 kbps – 200 mbps | Низкая |
| Микроволны (спутник) | 1010 – 1012 | 256 kbps – 500 mbps | Средняя |
| Оптоволокно | 1015 – 1016 | 500 kbps – 10 gbps | Высокая |