Тема 12. Технологии мультимедиа.

Технологии обработки звуковой информации. Речевой ввод. Технологии обработки видеоинформации.

 

Раздел 4. Телекоммуникационные технологии.

Тема 13. Сетевые технологии

Компьютерные сети

 

Компьютерная сеть – совокупность компьютеров и терминалов, соединенных с помощью каналов связи в единую систему, удовлетворяющую требованиям распределенной обработки данных.

Распределенная обработка данных – обработка данных, выполняемая на независимых, но связанных между собой компьютерах.

Абоненты сети – объекты генерирующие или потребляющие информацию в сети. Могут быть отдельные ЭВМ, комплексы ЭВМ, терминалы, промышленные роботы, станки с ЧПУ и т.д. каждый абонент сети подключается к станции.

Станция – аппаратура, которая выполняет функции, связанные с передачей приемом информации.

Совокупность абонента и станции называют абонентской системой. Для организации взаимодействия абонентов необходима физическая передающая среда, т.е. линии связи или пространство, в котором распространяются электрические сигналы, и аппаратура передачи данных.

На базе физической передающей среды строится коммуникационная сеть, которая обеспечивает передачу информации между абонентскими системами.

 

Обобщенная структура КС

 

Классификация КС

В зависимости от территориального расположения абонентов систем КС можно разделить на 3 класса:

– глобальные (WAN – Wide Area Network) – объединяет абонентов, удаленных друг от друга. Взаимодействие осуществляется на базе телефонных линий связи, радиосвязи, систем спутниковой связи;

– региональные (MAN – Metropolitan Area Network) – включает абонентов внутри большого города, экономического региона, отдельной страны;

– локальные (LAN – Local) – объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой территории. К классу ЛВС относят сети отдельных предприятий, фирм, банков, офисов и т.д.

Объединение Г, Р, ЛВС позволяет создать многосетевые иерархии.

 

 

Они обеспечивают мощные, экономически целесообразные средства обработки информационных массивов и доступ к информационных ресурсам.

Основные компоненты сети:

– передатчик – устройство (источник данных);

– сообщение – данные определенного формата;

– средства передачи – физическая передающая среда и аппаратура;

– приемник – устройство, принимающее данные.

Режимы работы данных:

– симплексный – передача в одном направлении (от датчиков устройств);

– полудуплексный – попеременная передача информации, при которой источник и приемник последовательно меняются местами;

– дуплексный – одновременные передача и прием информации (наиболее скоростной режим).

Процессы передачи информации в ВС могут быть привязаны к определенным временным периодам, т.е. один процесс может быть активизирован после полного получения данных от другого процесса. Такие процессы называются синхронными.

Те процессы, в которых нет привязки к временным интервалом и есть возможность выполняться независимо от полноты переданных данных, называются асинхронными.

Синхронизация данных – согласование различных процессов во времени. В ВС используют два способа передачи данных:

1 Синхронный – информация передается блоками, сопровождающимися специальными управляющими символами и синхро символами, которые обеспечивают контроль состояния передающей среды и позволяет обнаружить ошибки при обмене информации.

 

 

2 Асинхронный – данные передаются в канал связи как последовательность битов, из которых при приеме выделяют некоторые для последующей обработки каждый байт информации ограничивается стартовым стоповым битом.

 

 

Аппаратные средства ВС

Сетевой адаптер – техническое устройство выполняющее функции сопряжения ЭВМ с одним каналом связи.

Мультиплексор передачи данных – устройство сопряжения ЭВМ с несколькими каналами связи.

Модем – устройство, выполняющее модуляцию и демодуляцию информационных сигналов при передачи их из ЭВМ в канал связи и при приеме в ЭВМ из канала связи.

Концентратор – устройство, коммутирующее несколько каналов связи на одни путем частотного разделения (позволяет сэкономить на каналах связи).

Повторить – устройство, обеспечивающее сохранение формы и амплитуды сигнала при передаче его на большее расстояние, чем предусмотрено типом физической передающей среды.

Характеристики ВС

1 Скорость передачи данных по каналу связи – количество бит информации/единицы времени (сек.). зависит от типа и качества канала связи, типа используемых модема и принятого способа синхронизации.

2 Пропускная способность – количество знаков передаваемых по каналу в секунду. Зависит от способа передачи, качества канала, условий его эксплуатации, структуры сообщения информации.

3 Достоверность передаваемой информации – отношение количества ошибочно передаваемых знаков к общему числу переданных знаков должно быть в пределах 1006 – 10-7 ош/зн.

4 Надежность – определяется долей времени исправного состояния в общем времени работы (или среднее время безотказности работы – примерно несколько тысяч часов).

 

Формы взаимодействия абонентов в сети

1 Терминал – удаленный процесс;

2 Терминал – доступ к удаленному файлу;

3 Терминал – доступ к удаленной базе данных;

4 Терминал – терминал;

5 Электронная почта.

 

Архитектура ВС описание ее общей модели

 

уровни:

прикладной; прикладной процесс

6 представительный

сеансовый;

4 транспортный;

сетевой;

канальный;

1 физический.

 

7 обеспечивает поддержку прикладных процессов конечных пользователей. Определяет круг, прикладных задач, реализуемых в данной ВС. Содержит все необходимые элементы сервиса для прикладных программ пользователя.

6 определяет синтаксис данных в модели, т.е. их представление в кодах и форматах, принятых данной системе.

5 реализует установление и поддержку сеанса связи между абонентами через сеть. Позволяет производить обмен данными в определенном прикладной программой режиме.

4 обеспечивает интерфейс между процессами и сетью. Устанавливает логические каналы между процессами и обеспечивает передачу по каналам информационных пакетов.

3 определяет интерфейс оборудования пользователя с сетью коммутации пакетов. Отвечает за маршрутизацию пакетов в сети и за связь между сетями, т.е. межсетевое взаимодействие.

2 уровень звена данных – реализует процесс передачи информации по информационному каналу. Обеспечивает управление потоком данных, обнаруживает ошибки передачи и реализует алгоритм восстановления информации в случае сбоев или потерь данных.

1 выполняет все необходимые процедуры в канале связи. Управляет аппаратурой передачи данных и подключенным к ней каналом связи.

При передачи информации от прикладного процесса в сеть происходит ее обработка уровнями модели взаимодействия открытых систем. Каждый уровень добавляет к информации процесса свой заголовок – служебную информацию, которая необходима для адресации сообщений и контрольных функций.

 

Протоколы сетей

Протокол – набор правил, определяющий взаимодействие двух одноименных уровней модели взаимодействия открытых систем в различных абонентских ЭВМ. Каждый уровень имеет свой протокол. Конкуренция открытых систем предусматривает разработку стандартов для протоколов различных уровней.

Типы протоколов

Протоколы канального уровня делятся на:

1 байт – ориентированные BSC$

2 бит – ориентированные HDLC.

Протоколы верхнего уровня X.400 – 21. почта

FTAM – передача файлам, доступ и управление файлами и т.д.

 

Локальные вычислительные сети

 

Представляют собой совокупность серверов и рабочих станций.

Сервер – компьютер, подключенный к сети и обеспечивающий ее пользователей определенными услугами:

– хранение данных;

– управление БД;

– удаленную обработку заданий;

– печать заданий.

Рабочая станция – ПК, подключенный к сети, через который пользователь получает доступ к ее ресурсам.

 

Типы:

одно-ранговая – сетевая ОС распределена по всем рабочим станциям. Каждая станция может выполнять функции сервера (обслуживать запросы от других ВС и направлять свои запросы на обслуживание в сеть).

– Достоинства: низкая ст-ть, высокая надежность;

– Недостатки: зависимость эффективности от количества РС, сложность управления сетью, сложность процессов защиты информации, трудность обновления и изменения ПО на РС.

– Сеть с выделенным сервером – один из ПК выполняет функции хранения данных и управления взаимодействия между РС. На сервере устанавливается сетевая ОС.

– Достоинства: надежная система защиты информации, быстродействие, отсутствие ограничений на кол. РС простота управления сетью;

– Недостатки: высокая стоимость сервера, зависимость от сервера, меньшая гибкость.

 

Топологии ЛВС

Схемы соединения узлов сети.

1 Кольцевая

 

 

2 Шинная

 

 

3 Звездообразная