Средства передачи информации могут быть устными и. Виды и способы передачи информации. II. Невербальное общение

Виды связи общего назначения

К видам связи традиционного назначенияотносятся: почтовая

(буквенно-цифровая и графическая информация), телефонная (передача речи), телеграфная (буквенно-цифровые сообщения), факсимильная (буквенно-цифровая и графическая информация), радио, радиорелейная и спутниковая связь (буквенно-цифровая и графическая информация). Они делятся на:проводные (телефонные, телеграфные и т.п.) ибеспроводные , в которых, в свою очередь выделяют: радио (всенаправленные, узконаправленные, сотовые и иные радио системы), радиорелейные и космические (спутниковые) устройства, системы и комплексы. При этом, например, передачу речи можно организовать по аналоговым и цифровым, проводным и беспроводным, телефонным и любым радио каналам связи.

Средства связи предоставляют возможность организации названных видов связи с использованием телефонных, факсимильных, телеграфных аппаратов, компьютеров с модемами и др. Пользователь обычно не знает, какие виды связи были задействованы при организации сеанса связи, в котором он участвовал. В ряде случаев системы и средства связи называютсредствами коммуникации , поскольку термин «коммуникация» (англ. «communication») в переводе означает средство связи.

Существуют различные классификации средств связи. Так по одной из них к средствам коммуникации относят средства и системы:

● стационарной и мобильной телефонной связи;

● телеграфной связи;

● факсимильной передачи информации и модемной связи;

● кабельной и радиосвязи, включая оптико-волоконную и спутниковую связь.

Следует отметить, что эта классификация не даёт чёткого представления о рассматриваемой области, так как объединяет в одной позиции и средства, и системы связи, а также проводную (кабельную) и беспроводную (радио и спутниковую) связь.

Будем придерживаться определения, данного в теме 3: средства связи – технические системы передачи данных (СПД) и информации на расстояние, образующие канал связи и оконечные устройства приёма/передачи.

Современные средства связи предоставляют пользователям десятки и сотни различных сервисных услуг, например: выяснение времени и погоды в любой точке планеты, уточнение расписания

движения различных видов транспорта и местоположения субъекта или объекта (средства навигации), возможность автоматического заказа билетов и номеров в гостиницах, автоматическое переключение вызова на другой телефонный аппарат или пейджер, циркулярную рассылку информации нескольким абонентам одновременно, ведение разговора сразу с несколькими абонентами, вызов абонентов с помощью долговременной памяти их номеров, автоматическое определение и запоминание номера вызывающего абонента, использование автоответчика с записью передаваемых сообщений, дистанционное управление телефоном, подключение к компьютеру и другие сервисы.

По видам передаваемых сигналов средства связи делятся на аналоговые и цифровые или дискретные.

К аналоговым относятся непрерывные сигналы, как правило, плавно меняющие амплитуду своих значений в течение сеанса передачи информации, например, речь в телефонном канале.

При передаче любых сведений по сетям передачи данных их приходится преобразовывать в цифровую форму. Например, по телеграфу передаются закодированные последовательности импульсов. То же происходит при передаче машиночитаемой информации с ЭВМ по любым телекоммуникациям. Такие сигналы называются дискретными (цифровыми ). Для передачи машиночитаемой информации в качестве кода используют 8-ми разрядный двоичный код.

Каналы связи

Д ля передачи данных образуют среду их распространения – совокупность линий или каналов передачи данных и приёмопередающего оборудования. Линии или каналы связи являются общим, связующим звеном любой системы передачи данных и с точки зрения организации связи делятся на лини и каналы.Линия связи – это физические провода или кабели, соединяющие пункты (узлы) связи между собой, а абонентов – с ближайшими узлами.

Каналы связи образуется различным образом.

Они могут быть как физическими проводными каналами –

образуемыми кабелями связи, так и волновыми каналами – формируемыми для организации в какой-либо среде (например, эфире) различных видов радиосвязи с помощью антенн и выделенной полосы частот. При этом электрические и оптические каналы связи (образуемые соответствующими сигналами) подразделяются на:проводные ибеспроводные (радио-, инфракрасные и другие) каналы. Таким образом, оптический, как и электрический сигнал может распространяться, по проводам, в эфире и других средах.

В телефонной сети после набора номера, канал образуется на время соединения, например, двух абонентов и проведения между ними сеанса голосовой связи. В проводных системах передачи данных канал

формируется путём применения оборудования уплотнения, позволяющего одновременно продолжительно или кратковременно передавать по линии связи данные большого (тысяч) количества источников. Такие линии состоят из одной или нескольких пар проводов (кабелей) и обеспечивают передачу данных на различные расстояния. Термин «канал » в радиосвязи означает среду передачи данных, организованную для одного или нескольких, одновременно проводимых сеансов связи. Во втором случае, например, может использоваться частотное разделение каналов.

Также, как и средства связи, линии или каналы связи делятся на: аналоговые, цифровые, а также аналогово-цифровые.

Цифровые коммуникации (каналы связи) надёжнее, чем аналоговые. Они обеспечивают высокое качество передачи информации, позволяют внедрять механизмы, гарантирующие целостность каналов, защиту данных и применение других сервисов. Для передачи аналоговой информации по цифровому каналу, она преобразуется в цифровую форму.

В конце 1980-х годов появиласьцифровая сеть с интеграцией услуг (Integrated Serviced Digital Network –ISDN ). Предполагается, что она станет глобальной цифровой магистралью, соединяющей офисные и домашние компьютеры, обеспечивая им высокоскоростную передачу данных (до 2 Мбит/с и более). Стандартными четырёхпроводными абонентскими устройствами ISDN могут быть: телефон, факсимильный аппарат, устройства передачи данных, оборудование телеконференций и другие. Конкуренцию им могут составить современные технологии, применяемые в сетях кабельного телевидения.

По пропускной способности каналы связи делятся на:

● низкоскоростные (телеграфные, скорость передачи информации от 50 до 200 бод/с). Напомним, что 1 бод = 1 бит/сек,

● среднескоростные (аналоговые телефонные, от 300–9600 до 56000 бит/с для ЭВМ),

● высокоскоростные или широкополосные(скорость передачи информации свыше 56000 бит/с). Так как, 1 байт равен 8 битам, можно легко осуществить пересчёт, например, 56000 бит/с = 7 Кб/с.

В зависимости от возможностей организации направлений передачи информации каналы связи делятся на:

♦ симплексные , позволяющие осуществлять передачу информации только в одном направлении;

♦ полудуплексные , обеспечивающие попеременную передачу информации в прямом и обратном направлениях;

♦ дуплексные или полнодуплексные, допускающие передачу информации одновременно в прямом и обратном направлениях.

Проводные каналы связи представляют группу параллельных или

скрученных (витая пара) медных проводов, коаксиальные кабели и волоконно-оптические линии связи (ВОЛС). В проводных каналах используют следующие виды кабелей:

1. Витая пара (скорость передачи данных – 1 Мбит/сек).

2. Коаксиальный кабель (типа TV, тонкий и толстый) – скорость передачи данных – 15 Мбит/сек.

3. Оптоволоконный кабель (скорость передачи данных – 400 Мбит/сек).

1. Витая пара (англ. «twisted pair») – изолированные проводники, попарно свитые между собой для уменьшения наводок между проводниками и парами. Выделяют пять категорий витых пар. Первая и вторая категории используются при низкоскоростной передаче данных, причём первая – стандартный телефонный абонентский провод. Третью, четвёртую и пятую категории применяют при скоростях передачи до 16, 25 и 155 Мбит/с соответственно, причём третья (Token Ring) и четвёртая (Ethernet) для частоты до 10 МГц, а пятая – до 100 МГц. Наибольшее распространение получила третья категория. Ориентируясь на перспективные решения, связанные с потребностью увеличивать пропускную способность сети, следует использовать оборудование пятой категории, обеспечивающее передачу данных по обычным телефонным линиям и ЛВС со скоростью до 1 Мбит/с.

Такие провода содержат две или четыре пары и могут иметь экран из алюминиевой фольги. В последнем случае они называются – экранированная витая пара (англ. «shielded twisted pair», STP).

Неэкранированный провода называют UTP (англ. «unshielded twisted pair»).

2. Коаксиальный кабель

– (Рис. 14-1) медный проводник (или алюминиевый провод, покрытый медью) внутри цилиндрической экранирующей защитной оболочки, свитой из тонких

Рис. 14-1. Виды коаксиальных кабелеймедных проводников,

изолированной от проводника диэлектриком (заполняющим пространство между ними). От стандартного телевизионного кабеля он отличается волновым сопротивлением. У первого 75 Ом, а у второго – 50 Ом. По такому кабелю скорость передачи данных достигает 300 Мбит/с. Различают тонкий (Ø 0,2 дюйма/5 мм) и толстый (Ø 0,4 дюйма/10 мм) коаксиальный кабель. В ЛВС обычно применяют тонкий кабель, так как его легче прокладывать и монтировать. Значительная стоимость и сложность прокладки ограничивают его использование в сетях передачи данных.

Сети кабельного телевидения (CATV) строились с использованием коаксиального кабеля, аналоговый сигнал по которому передавался на расстояние до нескольких десятков км. Типичная сеть кабельного TV имеет древовидную структуру, где головной узел получает сигналы со спутника связи или по ВОЛС. Ныне появляются такие сети, в которых используются коаксиальный и волоконнооптический кабель, позволяющий обслуживать большие территории и передавать бóльшие объёмы информации, обеспечивая высокое качество сигналов даже без применения повторителей. Такие сети называются

гибридными (HFC).

При симметричной архитектуре прямой и обратный сигналы передаются по одному кабелю в различных диапазонах частот с разными скоростями (обратный медленнее).

В любом случае скорость загрузки данных в таких сетях многократно выше (до 1000 раз), чем в стандартных телефонных линиях. Данные, загружаемые по телефонной линии в течение 20 мин., могут быть загружены в кабельной сети за 1–2 с.

В организациях с собственными кабельными сетями предпочтительнее использовать симметричные схемы, так как в этом случае скорость прямой и обратной передачи одинакова и составляет примерно 10 Мбит/с. Ныне выпускаются модемы, способные передавать информацию со скоростью до 30 Мбит/с и более.

Количество проводов, используемых для домашних ПК и электроники, постоянно растёт. По оценке специалистов в 150-метровой квартире прокладывается до 3 км различных кабелей. В 1990-е годы решить эту проблему предложила британская компания United Utilities, разработав технологиюDigital Power Line (DPL). Она предложила использовать обычныесиловые электрические сети в качестве сетей или среды высокоскоростной передаче данных, осуществив передачу голоса и пакетов данных по простым электрическим сетям напряжением

Наибольших успехов в данной области добилась израильская компания Main.net, разработавшая технологию Powerline Communications (PLC), обеспечивающую передачу данных и голоса (VoIP) со скоростью от 2 до 10 Мбит/с. При этом высокоскоростной поток данных разбивался на несколько низкоскоростных, передававшихся на отдельных поднесущих частотах с последующим их объединением в один сигнал (частотное разделение сигнала).

PLC-технология подходит для низкоскоростной передачи данных (домашняя автоматика, бытовые устройства и т.п.), доступа в Интернет со скоростью менее 1 Мбит/с, для приложений, требующих высокоскоростного соединения (видео по запросу, видеоконференцсвязи и т.п.). При этом питающие здание электрические кабели служат «последней милей», а электропроводка внутри здания – «последним дюймом» для передачи данных.

При небольшом расстоянии между промежуточной приемопередающей точкой (трансформаторной подстанцией) и зданием скорость передачи доходи до 4,5 Мбит/с. PLC-технология может использоваться при создании локальной сети в небольшом офисе или жилом доме, так как минимальная скорость передачи позволяет покрывать расстояние до 200–300 м. Такая технология обеспечивает реализацию услуг дистанционного мониторинга, охраны жилища, управления его режимами, ресурсами и т.п., составляющих концепцию интеллектуального дома. Ожидается, что с её помощью станет возможным организовать прямой доступ в Интернет .

		Оптоволоконный
	кварцевого		сердечника
	диаметром
			окружённого
	отражающей		защитной
Рис. 14-2. Вид Оптоволоконного кабеля	оболочкой		с внешним
	диаметром

(Рис. 14-2). Передача информации осуществляется преобразованием электрических сигналов в световые с помощью, например, светодиода. Кодирование информации производится изменением интенсивности светового потока. При передаче информации отражённый от стенок волокна луч приходит на приёмный конец с минимальным затуханием. Такой кабель обеспечивает полную защиту от воздействия внешних электромагнитных полей и высокую скорость передачи данных (до 1000 Мбит/с). Он позволяет одновременно организовать работу нескольких сотен тысяч телефонных, нескольких тысяч видеотелефонных и около тысячи телевизионных каналов. Волоконно-оптические кабели сложны для несанкционированного подключения, пожаробезопасны, но достаточно дороги и требуют устройств преобразования световых сигналов в электрические (лазеры) и наоборот. Такие кабели используются, как правило, при прокладке магистральных линий связи (ВОЛС). Уникальные свойства кабеля позволяют использовать его для организации сетей Интернет.

Каналы связи бывают коммутируемые (создаются лишь на время проведения сеанса передачи информации, например, телефонные) инекоммутируемые (выделяются абоненту на продолжительный период времени и не зависят от времени передачи данных – выделенные).

Беспроводные каналы связи

Выделяют три основных типа беспроводных сетей :

1) радиосети свободного радиочастотного диапазона (сигнал передаётся сразу по нескольким частотам);

2) микроволновые (дальняя и спутниковая связь),

3) инфракрасные (лазерные, передаваемые когерентными пучками света). Последние являются высокопроизводительными (высокоскоростными) системами. Их широкое применение порой ограничивается из-за невысокой устойчивости к таким природным явлениям как дождь и туман. Предел дальности такой связи равен 5 км, устойчивой связи – 1–1,5 км.

По способу организации используются системы одночастотной, двухчастотной и многочастотной радиосвязи. Обычно одночастотная связь применяется в режиме радиальной радиосвязи, то есть предоставляет возможность всем абонентам сети слышать вызывающего абонента и отвечать ему (симплексный режим ). Для организации прямой связи между двумя удалёнными абонентами используется также одноканальная двухчастотная (полудуплексная ) радиосвязь –двухчастотный симплекс , то есть на одной частоте осуществляется передача, а на другой – приём сообщений. Многоканальные системы полудуплексной радиосвязи формируются на основе транковых и радиорелейных систем.

Транкинговая (англ. «trunking») илитранковая (англ. «trunked»)

связь – (ствол, канал связи) означает соединительную линию, организуемую между двумя станциями или узлами сети и предназначенную для организации передачи информации группы пользователей в одном радиостволе (до 50 и более абонентов) с радиусом действия от 20 до 35, 70 и 100 км. Это профессиональная мобильная радиосвязь (ПМР) с автоматическим распределением ограниченного количества свободных каналов среди большого числа подвижных абонентов, позволяющая эффективно использовать частотные каналы, существенно повышая пропускную способность системы.

Радиорелейная связь образуется путём строительства протяжённых линий с приёмо-передающими станциями и антеннами. Она обеспечивает узкополосную высокочастотную передачу данных на расстоянии между ближайшими антеннами в пределах прямой видимости (примерно 50 км). Скорость передачи данных в такой сети достигает 155 Мбит/с.

Рассмотрим особенности видов связи.

Телеграфная связь является одним из старейших видов связи. Она изобретена в России в 1832 году П.Л. Шиллингом. Она считается исключительно надёжной, но характеризуется низкой скоростью передачи и не предназначена для широкого, особенно частного, использования.

Телефонная связь – самый распространённый вид оперативноуправленческой связи. Официально она появилась 14 февраля 1876 года, когда А. Белл (Александр Грейам, 1847–1922, США) зарегистрировал изобретение первого телефонного аппарата. Спустя два часа другой изобретатель Иоайш Грей подал заявку на аналогичный аппарат. Первая телефонная станция появилась также в США (Нью-Хейвен) в 1878 году.

Принцип телефонной связи заключается в следующем. Телефонный микрофон, в который говорит абонент, преобразует колебания звука в аналоговый электрический сигнал. Сигнал передаётся по линиям связи на телефонный аппарат абонента, принимающего голосовую информацию, с помощью индуктивных катушек и мембраны,

расположенных в телефонной трубке. Этот сигнал преобразуется в колебания звука. Диапазон передаваемых частот по отечественным телефонным каналам – 300 Гц–3,4 кГц.

Телефонная связь представляет разветвлённую структуру, объединяющую аппараты абонентов с ближайшими автоматическими телефонными станциями (АТС), которые соединяются между собой в единую телефонную сеть . Любой аппарат абонента соединяетсяабонентской линией с ближайшей АТС, удаленной от него на расстояние до 10 км. На телефонной станции производится подключение телефонных каналов абонентских и соединительных линий (между АТС) на время телефонных переговоров и их разъединение по окончании переговоров.

Широкое применение в организациях находят офисные телефонные системы (УАТС, ОАТС, ЭУАТС и др.).

Сотовая радиотелефонная связь (сотовая подвижная связь,

СПС) появилась в конце 1970-х годов. Её также называютмобильной . Промышленно системы СПС начинают эксплуатироваться в США с 1983 года, а в России – с 1993 года. В 1998 году Япония первой в мире обеспечила доступ мобильных телефонов в Интернет.

Принцип организации СПС заключается в создании сети равноудалённых антенн с собственным радиооборудованием, каждая из которых обеспечивает вокруг себя зону устойчивой радиосвязи (англ. «cell» – сота). Каждая сота работает в диапазоне частот, отличном от соседних сот. В каждой соте действует своя базовая станция (Base Transceiver Station, BTS), контроллер (Base Station Controller) которой следит за качеством приёма сигналов мобильных аппаратов. Когда качество сигнала аппарата пользователя с этой станцией становится хуже, чем с соседней – эта базовая станция переключает аппарат пользователя на работу с лучшей соседней базовой станцией.

При этом сотовый телефон автоматически связывается с тем передатчиком, в зону обслуживания которого он перешёл, и разговор абонента продолжается при его любом перемещении в зоне действия

Расстояние между антеннами зависит от мощности, частоты их приёмо-передающего оборудования и топологии местности. Чем выше полоса частот работы системы, тем меньше радиус действия антенн, а значит, и расстояние между ними, то есть размер соты. Но в этом случае улучшается проникающая способность сигнала сквозь различные препятствия (окна, двери и стены), а также можно уменьшить размеры индивидуальных аппаратов и увеличить число абонентских радиоканалов.

Мобильные телефоны используют следующие стандарты:

GSM (Global System for Mobile Communications– глобальная система для мобильной связи), рассчитан на работу с частотами 900/1800 МГц. Обеспечивающий скорость обмена данными до 270

Кбит/с, GPRS – до 115,2 Кбит/с. GSM получил наибольшее распространение в нашей стране;

CDMA (Code Division Multiple Access) в России появился позже

GSM и работает на частоте 450 МГц. Специалисты утверждают, что стандарт CDMA-450 обеспечивает более качественную, чем GSM/GPRS голосовую связь. Предполагается, что он составит конкуренцию стандарту GSM/GPRS и даже может его заменить;

UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) с полосой частот 1885–2025 и 2110–2200 МГц и скоростью от 144 Кбит/с. В отношение этого стандарта высказывается более категоричное мнение, что он должен заменить стандарты GSM и GPRS.

Одной из современных услуг, предоставляемых операторами сотовой связи, является SMS (Short Message Service) – служба коротких сообщений. Эта услуга, позволяет осуществлять между сотовыми телефонами обмен короткими буквенно-цифровыми сообщениями.

Способом обмена данными в беспроводных системах на радиочастоте около 2,4 ГГц и расстоянии до 100 м является Bluetooth. Его использование позволяет связывать различные электроприборы, например, для получения удалённого беспроводного доступа к Интернету и мобильному телефону, а также к компьютеру. Технология Bluetooth позволяет соединяться с Интернетом со скоростью до 1 Мбит/с.

Спутниковая связь образуется между специальными наземными станциями спутниковой связи и спутником с антеннами и приёмопередающим оборудованием. Она позволяет охватывать территории со слабо развитой инфраструктурой связи, расширить сферу и набор услуг, в т.ч.

мультимедийных, радионавигационных и др. Принцип работы систем спутниковой связи (ССС) заключается в том, что от абонента сигнал поступает (в т.ч. по радиоканалу), как правило, на ближайшую наземную станцию, которая переадресовывает его на станцию спутниковой связи. Оттуда этот сигнал с помощью мощной антенны отправляется на спутник. К абоненту сигнал поступает аналогично, в обратном порядке.

Спутники располагаются на одной из трёх орбит (Рис. 14-3). Спутник, расположенный на геостационарной орбите (Geostationary Earth Orbit, GEO),

находится на высоте 36 тыс. км и является неподвижным для наблюдателя.

Рис. 14-3. Типы орбит
спутников связи

Он способен охватывать значительные области (территории) планеты.

Средние орбиты (Mean Earth Orbit, MEO) обитания спутников характеризуются высотой 5–15 тыс. км.

На низких орбитах (Low Earth Orbit, LEO) высота размещения спутников не превышает 1,5 тыс. км. В этом случае они охватывают небольшие, локальные территории.

Станции спутниковой связи (ССС) делятся на: стационарные, переносные(перевозимые) и портативные.

Они обеспечивают:

1) телевидение и радиовещание для коллективных и индивидуальных пользователей;

2) национальные и цифровые телефонные сети связи;

3) поддержку системы коммерческой связи SMS (Satellite Multiservices System) для высокоскоростной передачи данных, проведения видеоконференций и межкомпьютерного обмена информацией;

4) предоставление связи наземным подвижным объектам и др.

Персональная спутниковая радиосвязь или спутниковая индивидуальная связьориентирована на использовании систем персональной спутниковой связи (СПСС). Портативные станции спутниковой связи вместе с антенной умещаются в кейсе и имеют массу до 8,5 кг.

Современные средства связи всё больше ориентируются на обеспечение передачи различных видов данных. Для этого создаются сети передачи данных, использующие специальные каналы связи и методы передачи данных, предоставляющие пользователям различные виды передачи данных.

Передача данных в сетях

Для передачи данных обычно создаются специальные сети. При их отсутствии или невозможности воспользоваться ими, передаче данных осуществляют по неприспособленным для этого каналам связи, например, низкочастотным и низкоскоростным линиям и каналам телефонной связи.

В сетях передачи данных используются специальные программнотехнические средства, обеспечивающие соединение сетей между собой и с абонентами, а также высокоскоростную, надёжную и, как правило, защищённую передачу различной информации. При этом средства передачи данных организуют распространение в сети только цифровой информации.

Они обеспечивают передачу и приём кодированной информации и в совокупности с используемым для этого каналом связи образуют

систему передачи данных (СПД).

Первые такие системы предназначались для обмена данными по низкоскоростным телефонным и телеграфным каналам связи. Информация в системе телеграфной связи передаётся с помощью двоичных сигналов постоянного тока, принимающих одно из двух возможных значений. Скорость передачи телеграфных сигналов измеряется в Бодах – эта единица впервые введена в 1927 году.

По режиму обмена данными устройства передачи данными (УПД) делятся на симплексные, полудуплексные и дуплексные.

По скорости передачи УПД выделяют:

● низкоскоростные (до 200 Бод);

● среднескоростные (до 4800 Бод);

● высокоскоростные (свыше 4800 Бод).

Современные УПД состоят из устройств преобразования сигналов, защиты от ошибок и других вспомогательных систем. Устройства преобразования сигналов изменяют подаваемые на их вход сигналы в вид, пригодный для их передачи по каналам связи и приёма данных, поступающих из каналов связи. Основным устройством, обеспечивающим приём-передачу машиночитаемых данных по сетям связи, является модем.

Способы передачи данных в сетях

Передача данных в сетях связана с видом систем связи и оборудования, типом используемых каналов и способом их коммутации. Коммутация данных осуществляется в системах коммутации каналов. При этом канал передачи данных используется попеременно для обмена информацией между разными пунктами информационной сети.

По способу коммутации выделяют четыре вида передачи данных в сетях:

1. По выделенным каналам связи . В этом случае прокладывается канал связи между абонентами. Выделенные каналы связи позволяют построить сеть наиболее простую по управлению и наиболее дорогую по затратам. Достоинством этого вида связи является передача сигналов в режиме реального времени. Однако коэффициент полезного действия этого режима низок и обычно не превышает 3–6%. Обеспечить занятость такого канала можно, если организовать доступ к нему других пользователей, что не всегда возможно. Выделенные каналы использую

в системах военного назначения, а также в некоторых отраслях, например, в системе Министерства путей сообщения. С развитием спутниковых каналов связи появляется возможность организации выделенных каналов путём их аренды.

2. Коммутация каналов – принцип, используемый в телефонных сетях. Заключается в монопольном использовании канала в течение

одновременного соединения между собой двух и более станций. При большом числе пунктов коммутации процесс установления соединений может оказаться сложным и длительным. Достаточно одному тракту в сети оказаться занятым и приходиться повторно осуществлять набор номера вызываемого абонента. После того как соединение состоялось, идёт передача данных.

КПД этого режима примерно 10%. Повышение эффективности достигается использованием в других соединениях отдельных частей маршрута после их освобождения. Здесь возможен режим реального времени, но перегрузка в сети может препятствовать соединению. Достоинство: можно использовать телефонную сеть.

3. Коммутация сообщений предполагает установление соединения

с ближайшим узлом и передачу ему всего сообщения целиком. Дальнейший путь к получателю складывается из аналогичной передачи сообщения на других физических участках, в совокупности образующих не фиксированный, а виртуальный канал.

При этом снижается основной недостаток предыдущего метода, но передача идёт не в режиме реального времени, а по мере освобождения

и готовности промежуточных пунктов (узлов) к приёму данных. Время передачи может быть достаточно длинным, но загружаемость каналов связи более полной. КПД – 30%.

4. Коммутации пакетов – способ передачи данных, позволяющий довести КПД до 50%, так как режим передачи данных является более гибким. Организованный как метод коммутации сообщений, он позволяет делить сообщение на пакеты и передавать их по одному пути или одновременно по нескольким направлениям параллельно. Однако при этом возможно перемешивание сообщений в пакете, что требует дополнительных сортировок при восстановлении получаемого пакета. Кроме того, этот метод допускает мультиплексирование за счёт передачи на отдельных участках сообщений из разных исходных пакетов в один промежуточный пакет.

Технические средства передачи информации в сетях

Сетевые технические средства определяются как блоки илиустройства взаимодействия – функциональные блоки или устройства, обеспечивающие взаимодействие нескольких информационных сетей или подсетей. К ним относятся:

1) серверы доступа;

2) сетевые адаптеры, повторители, коммутаторы, концентраторы, мультиплексоры, мосты, маршрутизаторы, шлюзы и модемы, согласующие работу компьютеров с каналами передачи данных.

Кроме того, технические средства передачи информации включают каналы передачи данных.

Для высокоскоростной передачи информации предпочтительно создавать и использовать специальные каналы передачи данных. Это весьма дорогое мероприятие и обычно с такой целью используют существующие каналы передачи информации, которые, как правило, не обладают необходимыми характеристиками. Проблема решается на аппаратно-программном уровне с помощью высокоскоростного и высоконадёжного оборудования, подключаемого к этим каналам, и специального программного обеспечения.

Сетевой адаптер. Стандартные сетевые адаптеры работают со скоростью 10 Мб/с. В больших сетях с интенсивным обменом файлами, в том числе графическими и аудиовизуальными, печатью на сетевом принтере и другое, такой скорости недостаточно. В этом случае используют оборудование, позволяющее поддерживать скорость обмена данными до 100 Мб/с. Такие сетевые адаптеры и концентраторы дороже, но они позволяют легко модернизировать и наращивать сеть, что, несомненно, окупается. Известно, что просто замена оборудования всегда дороже его модернизации.

Повторитель (англ. «Repeater») служит для регенерации электрических сигналов, передаваемых между двумя сегментами ЛВС, если она не может работать на одном сегменте кабеля или ограничений на расстояние, число узлов.

Концентратор (англ. «Hub») – устройство, позволяющее соединить компьютеры (РС или Клиенты) с сервером или несколько ЛВС в интерсеть для организации иерархических структур и разветвления сети. Бывают пассивными и активными. К одному концентратору можно подключить от двух, четырёх до нескольких десятков компьютеров.

Мост (англ. «Bridge») служит для соединения разных подсетей, имеющих, в том числе, неодинаковые канальные протоколы.

Шлюз (англ. «Gateway») – межсетевой преобразователь, служит для соединения информационных сетей различной архитектуры с неодинаковыми сетевыми протоколами.

Как правило, в сетях приём и передача информации между несколькими абонентами организуются с помощью специальных устройств разделения и уплотнения канала. Абоненты обычно не знают об этом, так как качество связи не ухудшается, а сигналы в таком канале одних абонентов не влияют и не мешают другим. Такое разделение канала называется мультиплексированием , а устройства разделения и уплотнения канала –мультиплексорами. Мультиплексирование бываетвременное , при этом передача информации различных абонентов в одном канале происходит по очереди в отдельные отрезки времени, ичастотное , то есть каждая линия, образуемая в данном канале, занимает свой частотный диапазон в рамках общего диапазона канала.

Очевидно, что оперативность передачи данных зависит и от возможности выбирать оптимальные маршруты доставки данных.

Прокладка маршрутов в сети связи при передаче данных вызывает значительные трудности. Выбор оптимального маршрута является сложной научной и практической задачей и осуществляется специальными устройствами – маршрутизаторами (англ. «Router»). Основная их характеристика – обеспечивать минимальное время передачи данных (пакетов) при минимальной стоимости передачи. Кроме того, они выполняют следующие функции: «моста» между ЛВС и Интернетом: соединения (объединения) локальных сетей (маршрутизации): защиты ЛВС от несанкционированного доступа (Firewall). Маршрутизатор может представлять программное, техническое и программно-техническое средство. Он является полноценным ресурсом Интернета, имеет свой IP-адрес и, как правило, предназначен для работы к корпоративных и территориальных сетях.

Под маршрутизатор выделяется специальный ПК. Между собой маршрутизаторы разных сетей обычно соединяют оптоволоконными линиями связи. Каждый маршрутизатор постоянно сообщает своему окружению о «подведомственной» ему территории, остальные отслеживают эти данные, в т.ч. возникающие изменения.

В небольших сетях на одном из ПК устанавливают программу для маршрутизации. В качестве универсального маршрутизатора можно привести пример устройства U.S.Robotics USR8000, представляющего четырёхпортовый концентратор сетей 10/100 Ethernet, принт-сервер, сервер настройки DHCP, маршрутизатор и брандмауэр. DHCP-сервер. при установленном протоколе TCP/IP и включенной опции «Получить IP-адрес автоматически», позволяет при следующем включении присвоить уникальный IP-адрес новому узлу. Благодаря встроенному брандмауэру маршрутизатор за одним IP-адресом скрывает от внешней среды всю внутреннюю сеть.

Модемы и факс-модемы

Модем – устройство преобразования цифровых данных ЭВМ для передачи их по линиям связи. Он необходим для связи удалённых компьютеров между собой с целью обеспечения доступа к хранящейся на них или других удаленных ПК информации.

Принцип работы модемов и протоколы работы модемов в сети рассматриваются в теме 15.

Дословный перевод названия устройства означает «модулятор– демодулятор». Данное устройство содержит элементы прямого и обратного преобразования сигналов машиночитаемых кодов компьютера в сигналы, передаваемые по линиям связи, так как телефонные сети позволяют передавать аналоговые сигналы, в то время как вычислительная техника работает с цифровыми сигналами.

Модуляция – изменение какого-либо параметра сигнала в канале связи (модулируемого сигнала) в соответствии с текущими значениями

передаваемых данных (модулирующего сигнала). Модуляция означает перенос низкочастотного сигнала в высокочастотный спектр с помощью несущей – высокочастотного сигнала (волны), то есть преобразование сигнала в вид, необходимый для передачи по линиям связи на различные расстояния. Потребность в использовании такого метода связана с тем, что высокочастотная электромагнитная волна гораздо лучше распространяется в пространстве, чем низкочастотная. Демодуляция – обратное преобразование модулированного в модулирующий сигнал.

В модемах используются амплитудная ,частотная (FSK – Frequency Shit Keying),фазовая (PSK – Phase Shift Keying) и квадратурно-амплитудная (QAM – Quadrature Amplitude Modulation)

модуляция. Кроме того, модем осуществляет автоматический набор телефонного номера и контроль за безискажёнными приёмом и передачей информации.

Амплитуда – состояние сигнала, представляющее его громкость (размах передаваемой волны). Передача информации с использованиемамплитудной модуляции используется редко из-за подверженности такого сигнала воздействию шумов, приводящей к искажению передаваемых данных.

Фазовая модуляция – метод кодирования цифровых данных путём изменения фазы, сдвиг которой образуется в случае задержки передачи сигнала. Он используется для представления «нуля» и «единицы». Метод наиболее часто применяется в модемах в сочетании с другими методами модуляции.

Частотная модуляция – изменение частоты передачи несущей волны. Разная частота несущей означает передачу «нуля» или «единицы». Метод использовался ещё при передаче кодов Морзе, осуществляющейся замыканием телеграфного ключа.

Модемы обычно обеспечивают связь компьютеров между собой по любым каналам связи. То есть они организуют передачу данных с помощью встроенных в них устройств преобразования кодов, служащих для быстрой и помехозащищённой передачи информации. Одной из важнейших характеристик модема является его способность обеспечивать надёжную связь даже на линиях плохого качества (чувствительность, регулировка связи и уровня выходного сигнала). Первый и третий факторы компенсирует затухание телефонной линии, второй – корректирует зашумлённость линии.

По способу подключения к компьютеру модемы бывают:

● внутренними (англ. «internal») – устанавливаемыми в свободный слот материнской платы в системном блоке компьютера;

● встроенными (англ. «embedded») – входящими в базовую конфигурацию ПК;

● внешними (англ. «external»).

Модемы изготавливаются для работы в кабельных или

беспроводных сетях. Кабельные модемы могут функционировать в различных проводных линиях, в том числе кабельного телевидения.

Обычно модемы подключаются к телефонной линии специальным телефонным шнуром, на обеих сторонах которого установлены вилки «RJ11». Внутри шнура имеются четыре провода. Для отечественных телефонных линий используются два средних провода (зелёный и красный). Телефонная линия подключается к разъёму «Line», а телефонный аппарат – к разъёму «Phone». Эти разъёмы располагаются на внешней стороне модема.

Кроме того, в нём могут быть установлены переключатели или перемычки для выбора порта подключения модема и номера запроса на прерывание «IRQ». Обычно в стандартном компьютере существует два последовательных порта (25- и 9-штырьковые) с логическими именами «COM1» и «COM2», к которым подключаются мышь и другие внешние устройства.Внутренний модем содержит дополнительный COM-порт

(«COM3» или «COM4»). Порты «COM1» и «COM3» используют прерывание IRQ 4, а «COM2» и «COM4» – IRQ 3. В компьютере свободными обычно бывают прерывания 5,9, 10 и др. Для внутреннего модема можно выбрать, например, порт «COM3» и прерывание IRQ 5.

Для внешнего модема не требуется выбирать порт и прерывание, так как он подключается к одному из свободных последовательных портов RS-232 («COM1» или «COM2»). Однако в этом случае не остаётся свободных портов для возможного подключения других внешних устройств. К телефонному каналу такой модем также подключается через разъём «RJ11».

В сетях кабельного телевидения для подключения модема к компьютеру используют технологию, основанную на Ethernet 10BaseT. Имея встроенный адаптер Ethernet, модем подключается к локальной сети или компьютеру. При этом в компьютер должен быть установлен адаптер Ethernet, специальное ПО, обслуживающее протокол сетей Интернет (TCP/IP).

В компьютерных сетях применяются как модемы, так и факс-

Факс-модем по своим функциональным возможностям не эквивалентен факсимильному аппарату. Основное отличие заключается

в том, что в состав факсимильного аппарата всегда входит сканирующее устройство (обеспечивает считывание любого контрастного изображения с листа бумаги), принтер и факс-модем (обеспечивает только передачу изображений или текста, хранящихся в цифровом виде

в памяти компьютера). Кроме того, последний фактически является не самостоятельным устройством, а расширением персонального компьютера, и может функционировать лишь при включенном состоянии компьютера. В нём используются устройства телефонного аппарата, обеспечивающие согласование с линией связи и организацию посылки-приёма вызова абонента. Информация представляется только в

«электронном» виде. Факс-модем обеспечивает более высокое качество передаваемых изображений. При этом можно обеспечить конфиденциальность передачи сообщений, быстрый доступ к данным, распечатку на высококачественных принтерах и др. Всё это производится в фоновом режиме работы ПК. Внешние устройства воспринимают факс-модем как факсимильный аппарат группы 03 (по классификации МККТТ).

Программная поддержка факс-модема обычно предусматривает соединение и набор заданного номера абонента, архивирование сообщений, создание каталогов, рассылку по списку адресов, отправление в заданное время, автоответ и другие функции.

Различают режимы факса и модема. При работе факс-модема в режиме модема (англ. «handshake» – «рукопожатие») слышен звук, напоминающий «свист», а при факсимильном соединении – «булькающий» звук.

Факс-модемы так же бывают внутренними (факсимильная плата или карта) и внешними. Факсимильная плата встраивается в свободный слот компьютера. Она обеспечивает преобразование передаваемых файлов в стандартный факсимильный формат, а принимаемых – в формат графических файлов (как правило, TIFF); соединение с телефонной линией, набор номера абонента, приём и передачу сообщений, режим автоответа, задержанную передачу и др.

Для их подключения необходимо наличие стандартного разъёма, интерфейсного кабеля и ПО для форматирования и переноса данных из персонального компьютера в телефакс.

Передача факсимильных сообщений по компьютерным сетям осуществляется следующим образом:

1. Документ вставляют в факсимильный аппарат, набирают последовательно номер факс-шлюза отправляющего абонента (IP/FaxRouter) и получателя. Начинается пересылка документа.

2. IP/FaxRouter устанавливает связь с IP-адресом факс-шлюза получателя, а затем с его телефонным номером.

3. Преобразовав аналоговые данные факс-аппарата в IP-пакеты, он посылает их по сети IP/FaxRouter. Последний, освободив внешнюю линию связи, посылает данное сообщение абоненту-получателю.

Важным параметром модемов является скорость передачи данных , определяемая в битах в секунду (англ. «Bits Per Second», bps), в бодах

(англ. «baud») и символах в секунду (англ. «Characters Per Second», cps).

Единица «бод» была названа в честь французского изобретателя телеграфного аппарата Эмиля Бодо. Боды определяют количество любых переданных (не только информационных) битов в секунду. При передаче через модем данных по телефонной линии с высокой скоростью, значения в битах в секунду и в бодах могут различаться.

Термин «символ в секунду» более реально показывает скорость

Деятельность человека всегда была связана с передачей информации. Древний способ передачи - письмо, отправленное с гонцом. Разговаривая, мы передаем друг другу информацию. Человечество придумало много устройств для быстрой передачи информации: телеграф, радио, телефон, телевизор. К числу устройств, передающих информацию с большой скоростью, относятся электронные вычислительные машины, хотя правильнее было бы сказать телекоммуникационные сети.

В передаче участвуют две стороны:

источник - тот, кто передает информацию,

приемник - тот, кто ее получает.

Очень часто при передаче информации возникают помехи. И тогда информация от источника к приемнику поступает в искаженном виде. Ошибки, возникающие при передаче информации, бывают 3-х видов:

часть правильной информации заменяется на неправильную;

к передаваемой информации добавляются лишние, посторонние сообщения;

часть информации при передаче пропадает.

Информация передаётся в виде сообщений от некоторого источника информации к её приёмнику посредством канала связи между ними. Источник посылает передаваемое сообщение, которое кодируется в сигнал.

Этот сигнал посылается по каналу связи. В результате в приёмнике появляется принимаемый сигнал, который декодируется и становится принимаемым сообщением.

В процессе передачи информация может теряться, искажаться: искажение звука в телефоне, атмосферные помехи по радио, искажение или затемнение изображения в телевидении, ошибки при передаче в телеграфе. Эти помехи (шумы) искажают информацию. К счастью, существует наука, разрабатывающая способы защиты информации, - криптология.

На протяжении ХХ века сменялось множество способов обмена информацией. Если в XIX веке носителем информации была бумага, а средством передачи была почтовая служба, то в ХХ веке информация стала передаваться гораздо быстрее с помощью телеграфа, в голосовой форме обмениваться информацией можно по телефону, радио и телевидение призваны только для получения человеком информации. В наши дни есть огромное количество способов передачи информации, причем в любой форме. Телефонные линии до сих пор остаются самым удобным средством передачи информации, но теперь ими обслуживаются не только телефоны, но и самое большое достижение процесса информатизации - Internet, содержащий большую часть информации со всей планеты.

Компьютер - это самое популярное средство для обработки, хранения и передачи информации и по сей день, но так как в наши дни информации становится все больше, то и компьютеры претерпевают значительные изменения.

Для удобства пользователей стали выпускаться, переносные и карманные компьютеры, подключенные к глобальной информационной сети Internet, чтобы пользователь мог получить необходимую информацию в любом месте, в удобное для него время.

Но так как потоки информации только увеличиваются то для ее создания, обработки, хранения и передачи необходимо разрабатывать все новые и новые средства и приспособления. Существует множество компаний и корпораций, специализирующихся на разработках программного обеспечения, операционных систем, усовершенствовании и разработке новых более совершенных компьютеров, приспособлений для ввода и вывода информации, аксессуаров для удобства обращения с компьютером и ускорения обработки информации.

Что касается самой информации, то до сих пор одним из наиболее важных способов ее передачи между людьми служит документ. Информация, содержащаяся в документе, может быть предоставлена в различных формах, большая часть из которых отображается на различных носителях. Текст, графика, видео, аудио - все может быть передано, показано, распространено и обработано в виде цифрового файла документа.

Есть виды весьма важных бумажных документов, у которых может не быть электронного двойника.

• 1. это архивная информация.
• 2. чертежи выпускаемых изделий, разработанные без применения средств автоматизации
• 3. документы ваших партнеров по бизнесу.

Перенос большей части производственного процесса, в котором появляются новые разработки, идеи, требующие разработки на специальных программах, которые в свою очередь тоже совершенствуются и занимают в компьютере все больше дискового пространства, ставит задачу - увеличение того самого дискового пространства, оперативной памяти, нового программного обеспечения. Это подталкивает компьютерные корпорации на все новые разработки, например, в области обмена большим количеством данных между компьютерами, не подключенными к сети.

Во всех этих случаях идет одностороннее получение информации, то есть пользователь получает необходимую информацию, считывая ее с носителя. А можно ли обмениваться электронной информацией (текстовыми документами, чертежами, рисунками, аудио- и видеодокументами) в двустороннем порядке? Конечно, можно, если ваш компьютер подключен к глобальной сети Internet и имеет необходимое оборудование и программное обеспечение.

Видеоконференции Internet - очень экономичная альтернатива традиционным фирменным системам, но для их проведения нужны каналы связи с более высокой пропускной способностью, нежели для телефонных переговоров в Internet, поэтому они привлекают внимание, прежде всего, пользователей из делового мира.

В изделиях для совместной работы через Internet реализовано множество интерактивных технологий, которые позволяют организовать тесное взаимодействие и обмен информацией между членами импровизированных рабочих групп. Несколько пользователей могут совместно работать с одной прикладной программой, обсуждать возникающие идеи, дискутировать и обмениваться файлами

Но, несмотря на то - большая ли это корпорация или маленькая фирма, появилась новая проблема - проблема безопасности сети.

За последние годы тысячи компаний обзавелись узлами Web, а их служащие получили доступ к электронной почте и программам просмотра Internet. В результате у любого постороннего лица с элементарными познаниями в области сетевых технологий и недобрыми намерениями появился способ для проникновения во внутренние системы и сетевые устройства компании: через канал связи Internet. Попав внутрь, «взломщик» найдет способ получить интересующую его информацию; разрушить, изменить или похитить данные. Даже самая широко используемая служба Internet, электронная почта, изначально уязвимы: любой человек, имеющий анализатор протоколов, доступ к маршрутизаторам и другим сетевым устройствам, участвующим в обработке электронной почты на пути ее следования из одной сети в другую через Internet, может прочитать, изменить и стереть информацию вашего сообщения, если не приняты специальные меры обеспечения безопасности.

Изготовители сетевых средств защиты информации быстро откликнулись на потребности Internet, адаптировав существующие технологии аутентификации и шифрования для каналов связи Internet и разработав новые защитные продукты.

Вопрос 1. Понятие информации, виды и способы ее передачи.

Информация (от лат. informatio, разъяснение, изложение, осведомленность) - сведения о лицах, предметах, фактах, явлениях, событиях, реального мира не зависимо от их представления.

Информация - это отображение окружающего нас мира с помощью знаков и сигналов или иначе сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые воспринимают информационные системы (живые организмы, управляющие машины и др.) в процессе жизнедеятельности и работы.

Однако можно лишь утверждать, что понятие ИНФОРМАЦИЯ предполагает наличие материального носителя информации, источника информации, передатчика информации, приемника и канала связи между источником и приемником.

Классификация информации

Информацию можно разделить на виды по различным критериям:

по способу восприятия:

Визуальная - воспринимаемая органами зрения.

Аудиальная - воспринимаемая органами слуха.

Тактильная - воспринимаемая тактильными рецепторами.

Обонятельная - воспринимаемая обонятельными рецепторами.

Вкусовая - воспринимаемая вкусовыми рецепторами.

по форме представления:

Текстовая - передаваемая в виде символов, предназначенных обозначать лексемы языка.

Числовая - в виде цифр и знаков, обозначающих математические действия.

Графическая - в виде изображений, предметов, графиков.

Звуковая - устная или в виде записи и передачи лексем языка аудиальным путём.

по назначению:

Массовая - содержит тривиальные сведения и оперирует набором понятий, понятным большей части социума.

Специальная - содержит специфический набор понятий, при использовании происходит передача сведений, которые могут быть не понятны основной массе социума, но необходимы и понятны в рамках узкой социальной группы, где используется данная информация.

Секретная - передаваемая узкому кругу лиц и по закрытым (защищённым) каналам.

Личная (приватная) - набор сведений о какой-либо личности, определяющий социальное положение и типы социальных взаимодействий внутри популяции.

по значению:

Актуальная - информация, ценная в данный момент времени.

Достоверная - информация, полученная без искажений.

Понятная - информация, выраженная на языке, понятном тому, кому она предназначена.

Полная - информация, достаточная для принятия правильного решения или понимания.

Полезная - полезность информации определяется субъектом, получившим информацию в зависимости от объёма возможностей её использования.

по истинности:

истинная

Формы информации.

Существует множество способов передачи и обработки информации. Человек может передавать информацию, используя тот или иной язык, жесты, мимику, звуки и воспринимать информацию, используя любые органы чувств. Иными словами информация человеком передается, обрабатывается и принимается в форме знаков или сигналами. Сигнал может быть световым, звуковым (радиоволны), электромагнитным, биохимическим и т.д.

Процесс обработки информации предусматривает наличие носителя информации и средства передачи информации и обработки информации.

Информацию можно:

создавать;принимать;комбинировать;хранить;передавать;копировать;обрабатывать;искать;воспринимать;формализовать;делить на части;измерять;использовать;распространять;упрощать;разрушатзапоминать;преобразовывать;собирать;и т.д. Все эти процессы, связанные с определенными операциями над информацией, называются информационными процессами.

Информация может существовать в виде:

• текстов, рисунков, чертежей, фотографий;
• световых или звуковых сигналов;
• радиоволн;
• электрических и нервных импульсов;
• магнитных записей;
• жестов и мимики;
• запахов и вкусовых ощущений;
• хромосом, посредством которых передаются по наследству признаки и свойства организмов, и т. д.

Вопрос 2.Задачи получения, передачи, преобразования и хранения информации.

1. Передача информации

В процессе передачи информации обязательно участвуют источник и приемник информации: первый передает информацию, второй ее получает. Между ними действует канал передачи информации - канал связи.

Канал связи - совокупность технических устройств, обеспечивающих передачу сигнала от источника к получателю.

Кодирующее устройство - устройство, предназначенное для преобразования исходного сообщения источника к виду, удобному для передачи.

Декодирующее устройство - устройство для преобразования кодированного сообщения в исходное.

Компьютер - это самое популярное средство для обработки, хранения и передачи информации.

2. Преобразование информации

Фундаментальное свойство информации -- преобразуемость. Оно означает, что информация может менять способ и форму своего существования. Копируемость есть разновидность преобразования информации, при котором ее количество не меняется. В информатике отдельно рассматривают аналоговую информацию и цифровую. Это важно, поскольку человек благодаря своим органам чувств, привык иметь дело с аналоговой информацией, а вычислительная техника, наоборот, в основном работает с цифровой информацией. Мы не найдем двух одинаковых зеленых листьев на одном дереве и не услышим двух абсолютно одинаковых звуков -- это информация аналоговая. Если же разным цветам дать номера, а разным звукам -- ноты, то аналоговую информацию можно сделать цифровой.

Музыка, когда мы ее слышим, несет аналоговую информацию, но стоит только записать ее нотами, как она становится цифровой. Разница между аналоговой информацией и цифровой, прежде всего, в том, что аналоговая информация непрерывна, а цифровая - дискретна.

3. Использование информации

Информация используется при принятии решений. Достоверность, полнота, объективность полученной информации обеспечат вам возможность принять правильное решение.

4.Хранение информации.

Хранение информации - это способ распространения информации в пространстве и времени.
Способ хранения информации зависит от ее носителя (книга- библиотека, картина- музей, фотография- альбом).
ЭВМ предназначен для компактного хранения информации с возможностью быстрого доступа к ней.

Носитель информации – среда для записи и хранения информации:

1) Любой материальный предмет (бумага, глиняные, восковые и деревянные таблички, береста, папирус, кожа, камень, узелки на веревке, печатные книги, фотопленка, кинопленка)

2) Волны различной природы (световая волна)

3) Акустические носители

4) Электромагнитные носители

5) Гравитационные носители

6) Вещество в различном состоянии

7) Компьютерные носители (магнитные диски, оптические диски, винчестер, флэш-карта)

Примерами упорядоченного хранения информации является записная книжка, оглавление в книге, словари, расписание, каталоги.

ИТАК, передача, обработка и хранение информации происходит в форме :

5.Передача информации.
В процессе передачи информации обязательно участвуют источник и приемник информации: первый передает информацию, второй ее получает. Между ними действует канал передачи информации - канал связи.
Канал связи - совокупность технических устройств, обеспечивающих передачу сигнала от источника к получателю.
Кодирующее устройство - устройство, предназначенное для преобразования исходного сообщения источника к виду, удобному для передачи.
Декодирующее устройство - устройство для преобразования кодированного сообщения в исходное.
Деятельность людей всегда связана с передачей информации.
В процессе передачи информация может теряться и искажаться: искажение звука в телефоне, атмосферные помехи в радио, искажение или затемнение изображения в телевидении, ошибки при передачи в телеграфе. Эти помехи, или, как их называют специалисты, шумы, искажают информацию. К счастью, существует наука, разрабатывающая способы защиты информации -криптология.

Каналы передачи сообщений характеризуются пропускной способностью и помехозащищенностью.
Каналы передачи данных делятся на симплексные (с передачей информации только в одну сторону (телевидение)) и дуплексные (по которым возможно передавать информацию в оба направления (телефон, телеграф)). По каналу могут одновременно передаваться несколько сообщений. Каждое из этих сообщений выделяется (отделяется от других) с помощью специальных фильтров. Например, возможна фильтрация по частоте передаваемых сообщений, как это делается в радиоканалах.
Пропускная способность канала определяется максимальным количеством символов, передаваемых ему в отсутствии помех. Эта характеристика зависит от физических свойств канала.
Для повышения помехозащищенности канала используются специальные методы передачи сообщений, уменьшающие влияние шумов. Например, вводят лишние символы. Эти символы не несут действительного содержания, но используются для контроля правильности сообщения при получении.
С точки зрения теории информации все то, что делает литературный язык красочным, гибким, богатым оттенками, многоплановым, многозначным,- избыточность.

Состав операционной системы

Современные операционные системы имеют сложную структуру, каждый элемент которой выполняет определенные функции по управлению компьютером.

1. Управление файловой системой . Процесс работы компьютера сводится к обмену файлами между устройствами. В операционной системе имеются программные модули , управляющие файловой системой .

2. Командный процессор . Специальная программа, которая запрашивает у пользователя команды и выполняет их.

3. Драйверы устройств. Специальные программы, которые обеспечивают управление работой устройств и согласование информационного обмена с другими устройствами, а также позволяют производить настройку некоторых параметров устройств. Технология «Plug ad Play» (подключай и играй) позволяет автоматизировать подключение к компьютеру новых устройств и обеспечивает их конфигурирование.

4. Графический интерфейс. Используется для упрощения работы пользователя.

5. Сервисные программы или утилиты. Программы, позволяющие обслуживать диски (проверять, сжимать, дефрагментировать и т.д.), выполнять операции с файлами (архивировать и т.д.), работать в компьютерных сетях и т.д.

6. Справочная система. Позволяет оперативно получить информацию как о функционировании операционной системы в целом, так и о работе ее отдельных модулей.

Наиболее общим подходом к структуризации операционной системы является разделение всех ее модулей на две группы:

1. Ядро – это модули, выполняющие основные функции ОС.
2. Вспомогательные модули , выполняющие вспомогательные функции ОС. Одним из определяющих свойств ядра является работа в привилегированном режиме .

Структура компилятора

Процесс компиляции состоит из следующих этапов:

1. Лексический анализ На этом этапе последовательность символов исходного файла преобразуется в последовательность лексем.
2. Синтаксический анализ Последовательность лексем преобразуется в семантическое дерево.
3. Оптимизация Выполняется удаление изличших конструкций и упрощение семантического дерева.
4. Генерация кода. Семантическое дерево преобразуется в целевой язык.

Стадии работы компилятора

Работа компилятора состоит из нескольких стадий, которые могут выполняться последовательно, либо совмещаться по времени. Эти стадии могут быть представлены в виде схемы.

Первая стадия работы компилятора называется лексическим анализом , а программа, её реализующая, - лексическим анализатором (ЛА). На вход лексического анализатора подаётся последовательность символов входного языка. ЛА выделяет в этой последовательности простейшие конструкции языка, которые называют лексическими единицами. Примерами лексических единиц являются идентификаторы, числа, символы операций, служебные слова и т.д. ЛА преобразует исходный текст, заменяя лексические единицы их внутренним представлением - лексемами . Лексема может включать информацию о классе лексической единицы и её значении. Кроме того, для некоторых классов лексических единиц ЛА строит таблицы, например, таблицу идентификаторов, констант, которые используются на последующих стадиях компиляции.

Вторую стадию работы компилятора называют синтаксическим анализом , а соответствующую программу - синтаксическим анализатором (СА). На вход СА подается последовательность лексем, которая преобразуется в промежуточный код , представляющий собой последовательность символов действия или атомов. Каждый атом включает описание операции, которую нужно выполнить, с указанием используемых операндов. При этом последовательность расположения атомов, в отличие от лексем, соответствует порядку выполнения операций, необходимому для получения результата.

На третьей стадии работы компилятора осуществляется построение выходного текста. Программа, реализующая эту стадию, называется генератором выходного текста (Г). Генератор каждому символу действия, поступающему на его вход, ставит в соответствие одну или несколько команд выходного языка. В качестве выходного языка могут быть использованы команды устройства, команды ассемблера, либо операторы какого-либо другого языка.

Рассмотренная схема компилятора является упрощенной, поскольку реальные компиляторы, как правило, включают стадии оптимизации.

Вопрос 12. Требования к языкам программирования и их классификация.

Основные требования, предъявляемые к языкам программирования:

наглядность - использование в языке по возможности уже существующих символов, хорошо известных и понятных как программистам, так и пользователям ЭВМ;

единство - использование одних и тех же символов для обозначения одних и тех же или родственных понятий в разных частях алгоритма. Количество этих символов должно быть по возможности минимальным;

гибкость - возможность относительно удобного, несложного описания распространенных приемов математических вычислений с помощью имеющегося в языке ограниченного набора изобразительных средств;

модульность - возможность описания сложных алгоритмов в виде совокупности простых модулей, которые могут быть составлены отдельно и использованы в различных сложных алгоритмах;

однозначность - недвусмысленность записи любого алгоритма. Отсутствие ее могло бы привести к неправильным ответам при решении задач.

Машинно – ориентированные языки – это языки, наборы операторов и изобразительные средства которых существенно зависят от особенностей ЭВМ (внутреннего языка, структуры памяти и т.д.). Машинно –ориентированные языки позволяют использовать все возможности и особенности Машинно – зависимых языков:

Высокое качество создаваемых программ (компактность и скорость выполнения);

Возможность использования конкретных аппаратных ресурсов;

Предсказуемость объектного кода и заказов памяти;

Для составления эффективных программ необходимо знать систему команд и особенностифункционирования данной ЭВМ;

Трудоемкость процесса составления программ (особенно на машинных языках и ЯСК), плохо защищенного отпоявления ошибок;

Низкая скорость программирования;

Невозможность непосредственного использования программ, составленных на этих языках, на ЭВМдругих типов.

Машинно-ориентированные языки по степени автоматического программирования подразделяются на классы.

- Машинный язык

Отдельный компьютер имеет свой определенный Машинный язык (далее МЯ), ему предписывают выполнение указываемых операций над определяемыми ими операндами, поэтому МЯ является командным.

- Языки Символического Кодирования

Языки Символического Кодирования (далее ЯСК),так же, как и МЯ, являются командными. Однако коды операций и адреса в машинных командах, представляющие собой последовательность двоичных (во внутреннем коде) или восьмеричных (часто используемых при написании программ) цифр, в ЯСК заменены на символы (идентификаторы), форма написания которых помогает программисту легче запоминать смысловое содержание операции. Это обеспечивает существенное уменьшение числа ошибок при составлении программ. Использование символических адресов – первый шаг к созданию ЯСК.

- Автокоды

Есть также языки, включающие в себя все возможности ЯСК, посредством расширенного введения макрокоманд - они называются Автокоды.

Макрокоманды обеспечивают передачу фактических параметров, которые в процессе трансляции вставляются в«остов» программы, превращая её в реальную машинную программу.

Развитые автокоды получили название Ассемблеры. Сервисные программы и пр., как правило, составлены на языках типа Ассемблер.

- Макрос

Язык, являющийся средством для замены последовательности символов описывающих выполнение требуемых действий ЭВМ наиболее сжатую форму - называется Макрос (средство замены).

В основном, Макрос предназначен для того, чтобы сократить запись исходной программы. Компонент программного обеспечения, обеспечивающий функционирование макросов, называется макропроцессором. На макропроцессор поступает макроопределяющий и исходный текст. Реакция макропроцессора на вызов-выдачу выходного текста.

Макрос одинаково может работать, как с программами, так и с данными.

Машинно – независимые языки – это средство описания алгоритмов решения задач и информации, подлежащей обработке. Они удобны в использовании для широкого круга пользователей и не требуют от них знания особенностей организации функционирования ЭВМ и ВС.

Подобные языки получили название высокоуровневых языков программирования. Программы, составляемые на таких языках, представляют собой последовательности операторов, структурированные согласно правилам рассматривания языка(задачи, сегменты, блоки и т.д.). Операторы языка описывают действия, которые должна выполнять система после трансляции программы на МЯ.

-Проблемно – ориентированные языки

С расширением областей применения вычислительной техники возникла необходимость формализовать представление постановки и решение новых классов задач. Необходимо было создать такие языки программирования, которые, используя в данной области обозначения и терминологию, позволили бы описывать требуемые алгоритмы решения для поставленных задач, ими стали проблемно – ориентированные языки. Эти языки, языки ориентированные на решение определенных проблем, должны обеспечить программиста средствами, позволяющими коротко и четко формулировать задачу и получать результаты в требуемой форме.

Фортран, Алгол – языки, созданные для решения математических задач;

-Универсальные языки

Универсальные языки были созданы для широкого круга задач: коммерческих, научных, моделирования и т.д.

-Диалоговые языки

Появление новых технических возможностей поставило задачу перед системными программистами –создать программные средства, обеспечивающие оперативное взаимодействие человека с ЭВМ их назвали диалоговыми языками.

Задачи: управление и описание алгоритмов решения задач..

Одним из примеров диалоговых языков является Бэйсик.

Бэйсик использует обозначения подобные обычным математическим выражениям. Многие операторы являются упрощенными вариантами операторов языка Фортран. Поэтому этот язык позволяет решать достаточно широкий круг задач.

-Непроцедурные языки

Непроцедурные языки составляют группу языков, описывающих организацию данных, обрабатываемых по фиксированным алгоритмам(табличные языки и генераторы отчетов), и языков связи с операционными системами.

Программы, составленные на табличном языке, удобно описывают сложные ситуации, возникающие при системном анализе.

Рекурсивные структуры

1.4.1. Список

Список относится к особой группе структур - это так на­зы­ва­е­мые ре­курсивные структуры.

Приведем рекурсивное определение списка: Списком называется со­­во­купность

связанных элементов, из которых один является осо­бым элементом (первым,"головой"), а все остальные образуют спи­сок. Рекурсивные структуры в программировании замечательны тем, что мно­гие операции по их обработке можно эффективно реализовать с использованием рекурсивных процедур, которые отличаются боль­шой ла­коничностью и наглядностью.

1.4.2. Набор

Другим примером рекурсивной структуры является структура на­бора, которая

определяется следующим образом: Набором называется совокупность связанных

элементов, каждый из которых может быть ли­бо атомом, либо набором. Атом

определяет "неделимый" элемент на­бора, предназначенный для хранения

элементарной порции ин­фор­ма­ции. Реализация наборов основана на

использовании разнородных списков.

1.4.3. Дерево

Еще один пример рекурсивной структуры, широко использующейся в

программировании - структура дерева. Деревом называется сово­купность

связанных элементов - вершин дерева, включающая в себя один особый элемент -

корень, при этом все остальные эле­мен­ты образуют поддеревья. Наиболее

широко используется струк­ту­ра бинарного дерева, все множество вершин

которого делится (по отношению к корню) на два подмножества - два поддерева

(левое и правое).

Примеры рекурсивных алгоритмов

6.1. Рисование дерева

6.2. Ханойские башни

6.3. Синтаксический анализ арифметических выражений

6.4. Быстрые сортировки

6.5. Произвольное количество вложенных циклов

6.6. Задачи на графах

6.7. Фракталы

Присваивание

В одной строке может стоять больше одной операции присваивания =.

Знак = всегда означает: "переменной слева присвоить значение, стоящее справа ". Операция выполняется справа налево. Поэтому первой значение 100 получает переменная d, затем с, b и а.

Знак присвоить может стоять даже внутри математического выражения:

Присваивание имеет более высокий приоритет, чем сложение и вычитание. Поэтому сначала переменной r будет присвоено значение 9-с. А затем переменная value получит значение 5+9-с.

Составное присваивание

При написании программы часто требуется изменить значение переменной. Например, требуется взять текущее значение переменной, прибавить или умножить это значение на какое-то выражение, а затем присвоить это значение той же переменной. Такие операции выполняют операторы составного присваивания.

Преобразование типов

(тип данных) выражение

v=(double)age*f;

Переменная age временно преобразуется к типу с плавающей точкой двойной точности и умножается на переменную f.

Операции отношения

Операции инкремента (++) и декремента (-)

В языке C++ предусмотрены две уникальные операции, которые увеличивают или уменьшают значение переменной на 1.

Префиксный и постфиксные операции различаются приоритетом. Префиксные операции имеют самый большой приоритет и выполняются до любой другой операции. Постфиксные операции имею самый маленький приоритет и выполняются после всех остальных операции.

Операция sizeof

Имеет формат

sizeof данные

sizeof (тип данных)

Операция sizeof возвращает размер в байтах указанного в ней данного или типа данных.

cout " "Размер типа float в байтах=\t" "sizeof (float)

Результат: 4.

Операция "запятая"

Дополнительная операция (,) не работает непосредственно с данными, а приводит к вычислению выражения слева направо. Эта операция позволяет Вам использовать в одной строке несколько выражений, разделенных запятой.

Оператор?:

(Условие) ? (выражение1):(выражение2)

Если условие истинно, то выполняется выражение1, а если ложно, то выражение2.

(а>b) ? (ans =10):(ans=25);

ans=(a>b)?(10):(25);

Если а>b, то переменная ans получается значение 10, иначе - значение 0.25

Поразрядные операции

|,или

^ исключающее или

Логические бинарные операции (&&-конъюнкция(И) и || дизъюнкция (или))

Унарные операции:

& - операция получения адреса операнда

* - операция обращения по адресу, т.е. раскрытия ссылки, иначе операция разыменования (доступа по адресу к значению того объекта, на который указывает операнд (адрес)).

Унарный минус- изменяет знак арифметического операнда.

Унарный плюс (введен для симметрии с унарным минусом)

! – логическое отрицание значения операнда.

Увеличение на единицу (инкремент или автоувеличение):

префиксная операция – увеличение значения операнда на 1 до его использования

постфиксная операция – увеличение значения операнда на 1 после его использования.

Операнд не может быть константой.

sizeof – операция вычисления размера(в байтах) для объекта того типа, который имеет операнд.

Бинарные операции:

Аддитивные (+- сложение арифметических операндов, - вычитание арифметических операндов)

Мультипликативные (* - умножение операндов арифметического типа, / - деление операндов арифметического типа, %- получение остатка от деления целочисленных операндов (деление по модулю))

Операции сдвига (<<- сдвиг влево битового представления значения левого целочисленного операнда на количество разрядов, равное значению правого целочисленного операнда, >>- сдвиг вправо битового представления значения левого целочисленного операнда на количество разрядов, равное значению правого целочисленного операнда)

Операции отношения (сравнения) (> < <= >= != = =-равно)

Логические бинарные операции (&&-конъюнкция(И) и || дизъюнкция (или))

Операции присваивания (=- присвоить значение выражения-операнда из правой части операнду левой части p=10.3 – 2*x, *= присвоить левой части произведение значений обоих операндов P*=2 эквивалентно P = P*2, /= P/=2.2-d эквивалентно P=P/ (2.2-d), %= N%3 эквивалентно N=N % 3;,+= присвоить операнду левой части сумму значений обоих операндов А+= В эквивалентно А=А+В, -= Х -=4.5 – z эквивалентно Х=Х – (4.2 – z),

Запятая в качестве операции (несколько выражений, разделенных запятыми, вычисляются последовательно слева направо. В качестве результата сохраняются тип и результат самого правого значения).

Приоритеты операций задают последовательность вычислений в сложном выражении

Вопрос 26. Потоковый ввод и вывод информации в языке С++

Дело в том, что никакая полезная программа не может быть написана на языке С++ без привлечения библиотек, включаемых в конкретную среду (в компилятор) языка. Самая незаменимая из этих библиотек - библиотека ввода-вывода.

Потоки ввода-вывода

В соответствии с названием заголовочного файла iostream.h (stream - поток; "i" - сокращение от input - ввод; "o" - сокращение от output - вывод) описанные в этом файле средства ввода-вывода обеспечивают программиста механизмами для извлечения данных из потоков и для включения (внесения) данных в потоки. Поток определяется как последовательность байтов (символов) и с точки зрения программы не зависит от тех конкретных устройств (файл на диске, принтер, клавиатура, дисплей, стример и т.п.), с которыми ведется обмен данными. При обмене с потоком часто используется вспомогательный участок основной памяти - буфер потока.

В буфер потока помещаются выводимые программой данные перед тем, как они будут переданы к внешнему устройству. При вводе данных они вначале помещаются в буфер и только затем передаются в область памяти выполняемой программы. Использование буфера как промежуточной ступени при обменах с внешними устройствами повышает скорость передачи данных, так как реальные пересылки осуществляются только тогда, когда буфер уже заполнен (при выводе) или пуст (при вводе).

Работу, связанную с заполнением и очисткой буферов ввода-вывода, операционная система очень часто берет на себя и выполняет без явного участия программиста. Поэтому поток в прикладной программе обычно можно рассматривать просто как последовательность байтов. При этом очень важно, что никакой связи значений этих байтов с кодами какого-либо алфавита не предусматривается. Задача программиста при вводе-выводе с помощью потоков - установить соответствие между участвующими в обмене типизированными объектами и последовательностью байтов потока, в которой отсутствуют всякие сведения о типах представляемой (передаваемой) информации.

Используемые в программах потоки логически делятся на три типа:

Входные, из которых читается информация;

Выходные, в которые вводятся данные;

Двунаправленные, допускающие как чтение, так и запись.

Все потоки библиотеки ввода-вывода последовательные, т.е. в каждый момент для потока определены позиции записи и (или) чтения, и эти позиции после обмена перемещаются по потоку на длину переданной порции данных.

В соответствии с особенностями "устройства", к которому "присоединен" поток, потоки принято делить на

Стандартные,

Консольные,

Строковые и

Файловые.

В заключение перечислим отличительные особенности применения механизма потоков. Потоки обеспечивают:

Буферизацию при обменах с внешними устройствами;

Независимость программы от файловой системы конкретной операционной системы;

Контроль типов передаваемых данных;

Возможность удобного обмена для типов, определенных пользователем.

Под вводом-выводом в программировании понимается процесс обмена информацией между оперативной памятью и внешними устройствами: клавиатурой, дисплеем, магнитными накопителями и т. п. Ввод - это занесение информации с внешних устройств в оперативную память, а вывод - вынос информации из оперативной памяти на внешние устройства. Такие устройства, как дисплей и принтер, предназначены только для вывода; клавиатура - устройство ввода. Магнитные накопители (диски, ленты) используются как для ввода, так и для вывода.

Основным понятием, связанным с информацией на внешних устройствах ЭВМ, является понятие файла. Всякая операция ввода-вывода трактуется как операция обмена с файлами: ввод - это чтение из файла в оперативную память; вывод - запись информации из оперативной памяти в файл. Поэтому вопрос об организации в языке программирования ввода-вывода сводится к вопросу об организации работы с файлами.

Вспомним, что в Паскале мы использовали представления о внутреннем и внешнем файле. Внутренний файл - это переменная файлового типа, являющаяся структурированной величиной. Элементы файловой переменной могут иметь разный тип и, соответственно, разную длину и форму внутреннего представления. Внутренний файл связывается с внешним (физическим) файлом с помощью стандартной процедуры Assign. Один элемент файловой переменной становится отдельной записью во внешнем файле и может быть прочитан или записан с помощью одной команды. Попытка записать в файл или прочитать из него величину, не совпадающую по типу с типом элементов файла, приводит к ошибке.

Аналогом понятия внутреннего файла в языках Си/Си++ является понятие потока. Отличие от файловой переменной Паскаля состоит в том, что потоку в Си не ставится в соответствие тип. Поток - это байтовая последовательность, передаваемая в процессе ввода-вывода.

Поток должен быть связан с каким-либо внешним устройством или файлом на диске. В терминологии Си это звучит так: поток должен быть направлен на какое-то устройство или файл.

Основные отличия файлов в Си состоят в следующем: здесь отсутствует понятие типа файла и, следовательно, фиксированной структуры записи файла. Любой файл рассматривается как байтовая последовательность:

Стрелочкой обозначен указатель файла, определяющий текущий байт файла. EOF является стандартной константой - признаком конца файла.

Стандартные потоки (istream, ostream, iostream ) служат для работы с терминалом. Строковые потоки (istrstream, ostrstream, strstream ) служат для ввода-вывода из строковых буферов, размещенных в памяти. Файловые потоки (ifstream, ofstream, fstream ) служат для работы с файлами.

· ios базовый потоковый класс

· streambuf буферизация потоков

· istream потоки ввода

· ostream потоки вывода

· iostream двунаправленные потоки

· iostream_withassign поток с переопределенной операцией присваивания

· istrstream строковые потоки ввода

· ostrstream строковые потоки вывода

· strstream двунаправленные строковые потоки

· ifstream файловые потоки ввода

· ofstream файловые потоки вывода

· fstream двунаправленные файловые потоки

· Потоки для работы с файлами создаются как объекты следующих классов:

· ofstream - запись в файл;

· ifstream - чтение из файла;

· fstream - чтение/запись.

· Ввод/вывод в C++ осуществляется с помощью потоков библиотеки C++, доступных при подключении заголовочного файла iostream.h (в VC++.NET – объекта-заголовка iostream). Поток представляет собой объект какого-либо потокового класса.

· Потоковые классы сконструированы на основе базового класса ios:

· ios – базовый потоковый класс;

· istream – класс входных потоков;

Передача информации происходит от источника к получателю (приемнику) информации. Источником информации может быть все, что угодно: любой объект или явление живой или неживой природы. Процесс передачи информации протекает в некоторой материальной среде, разделяющей источника и получателя информации, которая называется каналом передачи информации. Информация передается через канал в форме некоторой последовательности сигналов, символов, знаков, которые называются сообщением . Получатель информации - это объект, принимающий сообщение, в результате чего происходят определенные изменения его состояния. Все сказанное выше схематически изображено на рисунке.

Передача информации

Человек получает информацию от всего, что его окружает, посредством органов чувств: слуха, зрения, обоняния, осязания, вкуса. Наибольший объем информации человек получает через слух и зрение. На слух воспринимаются звуковые сообщения - акустические сигналы в сплошной среде (чаще всего - в воздухе). Зрение воспринимает световые сигналы, переносящие изображение объектов.

Не всякое сообщение информативно для человека. Например, сообщение на непонятном языке хотя и передается человеку, но не содержит для него информации и не может вызвать адекватных изменений его состояния.

Информационный канал может иметь либо естественную природу (атмосферный воздух, через который переносятся звуковые волны, солнечный свет, отраженный от наблюдаемых объектов), либо быть искусственно созданным. В последнем случае речь идет о технических средствах связи.

Технические системы передачи информации

Первым техническим средством передачи информации на расстояние стал телеграф, изобретенный в 1837 году американцем Сэмюэлем Морзе. В 1876 году американец А.Белл изобретает телефон. На основании открытия немецким физиком Генрихом Герцем электромагнитных волн (1886 г.), А.С. Поповым в России в 1895 году и почти одновременно с ним в 1896 году Г.Маркони в Италии, было изобретено радио. Телевидение и Интернет появились в ХХ веке.

Все перечисленные технические способы информационной связи основаны на передаче на расстояние физического (электрического или электромагнитного) сигнала и подчиняются некоторым общим законам. Исследованием этих законов занимается теория связи , возникшая в 1920-х годах. Математический аппарат теории связи - математическую теорию связи , разработал американский ученый Клод Шеннон.

Клод Элвуд Шеннон (1916–2001), США

Клодом Шенноном была предложена модель процесса передачи информации по техническим каналам связи, представленная схемой.

Техническая система передачи информации

Под кодированием здесь понимается любое преобразование информации, идущей от источника, в форму, пригодную для ее передачи по каналу связи. Декодирование - обратное преобразование сигнальной последовательности .

Работу такой схемы можно пояснить на знакомом всем процессе разговора по телефону. Источником информации является говорящий человек. Кодирующим устройством - микрофон телефонной трубки, с помощью которого звуковые волны (речь) преобразуются в электрические сигналы. Каналом связи является телефонная сеть (провода, коммутаторы телефонных узлов, через которые проходит сигнал). Декодирующим устройством является телефонная трубка (наушник) слушающего человека - приемника информации. Здесь пришедший электрический сигнал превращается в звук.

Современные компьютерные системы передачи информации - компьютерные сети, работают по тому же принципу. Есть процесс кодирования, преобразующий двоичный компьютерный код в физический сигнал того типа, который передается по каналу связи. Декодирование заключается в обратном преобразовании передаваемого сигнала в компьютерный код. Например, при использовании телефонных линий в компьютерных сетях функции кодирования-декодирования выполняет прибор, который называется модемом.

Пропускная способность канала и скорость передачи информации

Разработчикам технических систем передачи информации приходится решать две взаимосвязанные задачи: как обеспечить наибольшую скорость передачи информации и как уменьшить потери информации при передаче. Клод Шеннон был первым ученым, взявшимся за решение этих задач и создавшим новую для того времени науку - теорию информации .

К.Шеннон определил способ измерения количества информации, передаваемой по каналам связи. Им было введено понятие пропускной способности канала , как максимально возможной скорости передачи информации. Эта скорость измеряется в битах в секунду (а также килобитах в секунду, мегабитах в секунду).

Пропускная способность канала связи зависит от его технической реализации. Например, в компьютерных сетях используются следующие средства связи:

Телефонные линии,

Электрическая кабельная связь,

Оптоволоконная кабельная связь,

Радиосвязь.

Пропускная способность телефонных линий - десятки, сотни Кбит/с; пропускная способность оптоволоконных линий и линий радиосвязи измеряется десятками и сотнями Мбит/с.

Шум, защита от шума

Термином “шум” называют разного рода помехи, искажающие передаваемый сигнал и приводящие к потере информации. Такие помехи прежде всего возникают по техническим причинам: плохое качество линий связи, незащищенность друг от друга различных потоков информации, передаваемых по одним и тем же каналам. Иногда, беседуя по телефону, мы слышим шум, треск, мешающие понять собеседника, или на наш разговор накладывается разговор совсем других людей.

Наличие шума приводит к потере передаваемой информации. В таких случаях необходима защита от шума.

В первую очередь применяются технические способы защиты каналов связи от воздействия шумов. Например, использование экранированного кабеля вместо “голого” провода; применение разного рода фильтров, отделяющих полезный сигнал от шума, и пр.

Клодом Шенноном была разработана теория кодирования , дающая методы борьбы с шумом. Одна из важных идей этой теории состоит в том, что передаваемый по линии связи код должен быть избыточным . За счет этого потеря какой-то части информации при передаче может быть компенсирована. Например, если при разговоре по телефону вас плохо слышно, то, повторяя каждое слово дважды, вы имеете больше шансов на то, что собеседник поймет вас правильно.

Однако нельзя делать избыточность слишком большой. Это приведет к задержкам и удорожанию связи. Теория кодирования позволяет получить такой код, который будет оптимальным. При этом избыточность передаваемой информации будет минимально возможной, а достоверность принятой информации - максимальной.

В современных системах цифровой связи для борьбы с потерей информации при передаче часто применяется следующий прием. Все сообщение разбивается на порции - пакеты . Для каждого пакета вычисляется контрольная сумма (сумма двоичных цифр), которая передается вместе с данным пакетом. В месте приема заново вычисляется контрольная сумма принятого пакета и, если она не совпадает с первоначальной суммой, передача данного пакета повторяется. Так будет происходить до тех пор, пока исходная и конечная контрольные суммы не совпадут.

Рассматривая передачу информации в пропедевтическом и базовом курсах информатики, прежде всего следует обсудить эту тему с позиции человека как получателя информации. Способность к получению информации из окружающего мира - важнейшее условие существования человека. Органы чувств человека - это информационные каналы человеческого организма, осуществляющее связь человека с внешней средой. По этому признаку информацию делят на зрительную, звуковую, обонятельную, тактильную, вкусовую. Обоснование того факта, что вкус, обоняние и осязание несут человеку информацию, заключается в следующем: мы помним запахи знакомых объектов, вкус знакомой пищи, на ощупь узнаем знакомые предметы. А содержимое нашей памяти - это сохраненная информация.

Следует рассказать ученикам, что в мире животных информационная роль органов чувств отличается от человеческой. Важную информационную функцию для животных выполняет обоняние. Обостренное обоняние служебных собак используется правоохранительными органами для поиска преступников, обнаружения наркотиков и пр. Зрительное и звуковое восприятие животных отличается от человеческого. Например, известно, что летучие мыши слышат ультразвук, а кошки видят в темноте (с точки зрения человека).

В рамках данной темы ученики должны уметь приводить конкретные примеры процесса передачи информации, определять для этих примеров источник, приемник информации, используемые каналы передачи информации.

При изучении информатики в старших классах следует познакомить учеников с основными положениями технической теории связи: понятия кодирование, декодирование, скорость передачи информации, пропускная способность канала, шум, защита от шума. Эти вопросы могут быть рассмотрены в рамках темы “Технические средства компьютерных сетей”.

Электронная почта (E – mail) – самое распространенное применение Internet. Электронная почта предоставляет возможность пересылки сообщений по сети со скоростью несравнимо более высокой, чем у обычной почты. Можно получать сообщения, помещать их в свой электронный почтовый ящик, отвечать на письма в автоматическом режиме, используя адрес отправителя, рассылать письмо сразу нескольким получателям, переадресовывать письма.

Электронная почта - один из важнейших информационных ресурсов Internet, самое массовое средством электронных коммуникаций. Любой из пользователей Internet может получить свой собственный почтовый ящик в сети. Если учесть, что через Internet можно принять или послать сообщения еще в два десятка международных компьютерных сетей, некоторые из которых не имеют on-line сервиса вовсе, то становится понятным, что почта предоставляет возможности в некотором смысле даже более широкие, чем просто информационный сервис Internet.

Электронная почта позволяет составить текстовое сообщение на компьютере и отправить по сети другому пользователю. Во всем мире главным ресурсом сетей являются люди. Использование таких привычных средств связи, как телефон, факс и обычная почта, часто может быть затруднено и по техническим, финансовым и другим причинам. Электронная почта предоставляет относительно простое и недорогое решение проблем поддержания постоянных контактов между людьми.

Преимуществ использования электронной почты по сравнению с другими видами средств передачи достаточно много для оценки удобства обмена информации именно этим способом. Перечислим хотя бы несколько, в первую очередь - экономию средств. За подключение к сети Интернет провайдеру оплачивается более-менее фиксированную сумму, и в отличие от обычной почты и телефона не приходится оплачивать отправку каждого сообщения.

Это относится не только к отправляемым Вами сообщениям, но и к получаемым. Получатели сообщений могут сэкономить средства, которые раньше тратились на почтовые расходы и телефонные переговоры.

Существенная разница в цене между бумажными и электронными версиями позволяет выпускать электронные письма значительно чаще, и тем самым повысить их эффективность.

Однако экономия средств является далеко не единственной причиной, побуждающей использовать электронную почту. Основное преимущество электронной почты состоит в том, что в конечном счете она оказывает более эффективной, чем все остальные средства связи. Доставка электронной почты происходит быстрее, так как отсутствуют задержки на печать и копирование документов. Вместо нескольких дней на доставку одного письма уходят минуты или даже секунды, как бы далеко ни находился адресат.

Электронная почта расценивается людьми как более срочная и важная по сравнению с традиционной. Обычная корреспонденция может лежать нераспечатанной на протяжении нескольких дней или даже недель, а электронные письма обычно прочитываются сразу же после получения. Это очень важно, если приходится распространять срочную информацию.

Еще одно преимущество электронной почты вытекает из особенностей современного документооборота. Электронное сообщение может быть вставлено в текстовый документ или в электронную таблицу значительно проще, чем бумажное. Это особенность очень важно, если часто происходит обмен документами.

3.2. IP-телефония

Интернет-Телефония (IP-телефония) - технология, которая используется в Internet для передачи речевых сигналов.

Существуют два базовых типа телефонных запросов Интернет-Телефонии:

1. С компьютера на компьютер

2. С компьютера на телефон

В обычном телефонном звонке подключение между обоими собеседниками устанавливается через телефонную станцию исключительно с целью разговора. Голосовые сигналы передаются по определенным телефонным линиям, через выделенное подключение.

При запросе же по Internet, сжатые пакеты данных поступают в Internet с адресом назначения. Каждый пакет данных проходит собственный путь до адресата, по различным маршрутам. Для адресата, пакеты данных перегруппировываются и декодируются в голосовые сигналы оригинала

Значительно меньшая стоимость IP – телефонии обусловлена тем, что обычные телефонные звонки требуют разветвленной сети связи телефонных станций, связанных закрепленными телефонными линиями, подвода волоконно-оптических кабелей и спутников связи. Высокие затраты телефонных компаний приводят для нас к дорогим междугородным разговорам. Выделенное подключение телефонной станции также имеет много избыточной производительности или времени простоя в течение речевого сеанса. IP-телефония частично основывается на существующей сети закрепленных телефонных линий. Но главное, она использует самую передовую технологию сжатия наших голосовых сигналов, и полностью использует емкость телефонных линий. Поэтому пакеты данных от разных запросов, и даже различные их типы, могут перемещаться по одной и той же линии в одно и тоже время.

Сегодня IP телефония очень популярна, что объясняется ее дешевизной, высокой скоростью, великолепным качеством звука и простотой использования. Она использует все возможности телефонных линий, позволяя одновременно совершать звонки и передавать данные через Интернет. К достоинствам IP-телефонии относятся: ее дешевизна, надежность, высокая скорость связи, полная независимость и простота использования .

3.3. NMT

NMT - один из самых старых стандартов сотовой связи, разработан в 1978 году и впервые введён в эксплуатацию в 1981. Изначально стандарт разрабатывался для Скандинавии с её большой территорией и малой плотностью населения, поэтому он как нельзя лучше подошёл для "мобилизации" России. По сей день в нашей стране сеть NMT имеет значительно большее покрытие даже по сравнению с суммарным покрытием сетей других стандартов. И такое положение вряд ли изменится в ближайшие годы. Стандарт NMT является аналоговым и относится к группе FDMA (Frequency Division Multiplie Access - Множественный Доступ с Частотным Разделением) стандартов сотовой связи. У данной группы стандартов немало недостатков, но и достаточно много преимуществ по сравнению с другими группами (TDMA и CDMA). Основное преимущество - большой радиус действия базовой станции. Главная беда NMT-450 - значительный уровень помех в диапазоне 450 МГц в крупных промышленных городах. Но стоит удалиться от города - качество связи сильно улучшается и зачастую превосходит качество проводных телефонных сетей. С течением времени в стандарт добавлялись различные сервисы и на сегодняшний день NMT выглядит не хуже своих более молодых конкурентов. Это и определение номера, и голосовая почта, факс-почта, конференц-связь, переадресация вызова, SMS, синхронизация часов и т.п.

3.4. GSM

Global Mobile Communications (GSM) - глобальная система подвижной связи; европейский цифровой стандарт; диапазон частот 890 - 960 МГц и 1710-1880 МГц.

Сегодня аббревиатуру GSM расшифровывают как Global System for Mobile Communications, а стандарт GSM и его версии приняты к использованию приблизительно в 80 странах мира.

До России технология добралась с традиционным опозданием: первая система сотовой связи появилась у нас только в 1991 году. Несмотря на это, темпы развития сотовой связи у нас в стране настолько высоки, что всего за несколько лет этот сервис превратился из "привилегии избранных" в насущную необходимость для людей со средними доходами. Вместо символа достатка сотовая связь становится тем, чем она и должна быть - средством связи, конкурируя уже в отдельных областях с проводными сетями.

Стандарт GSM относится ко второму поколению стандартов для сотовой связи, основанному на цифровой технологии. Реализованное в системах GSM полноскоростное кодирование речи позволяет сделать ее качество сравнимым с качеством стационарных телефонных сетей. Радиотелефон стандарта GSM можно условно разделить на две части: абонентский модуль SIM (SIM-карта) и непосредственно сам телефон, содержащий аппаратное и программное обеспечение. SIM-карта служит подтверждением подлинности абонента и содержит в своей памяти все необходимые данные, связанные с полномочиями конкретного абонента. Чтобы похититель не смог ею воспользоваться, в нее вводят специальный идентификационный номер (РIN-код). Использование SIM-карты также удобно тем, что при смене аппарата абоненту не нужно менять свой мобильный номер, он просто переставляет карту, и все сохраненные на ней данные, включая записную книжку, становятся доступными в новом аппарате. Когда SIM-карты нет в аппарате, доступ к абсолютному большинству услуг закрыт, за исключением экстренных вызовов (если позволяет сеть). Изготовить дубликат SIM-карты очень сложно и в совокупности с функциями защиты, она дает высокий уровень защиты пользователей и сетей от несанкционированного доступа. В стандарте GSM введено несколько функций защиты. В первую очередь это шифрация радиоканала, которая исключает прослушивание третьей стороной, а также защита номера абонента (для предотвращения раскрытия его местонахождения). Помимо стандартных возможностей, предоставляемых операторами сотовой связи - местная, междугородная и международная связь, переадресация вызова и других, телефоны стандарта GSM дают своим обладателям ряд дополнительных функций: сохранение речевых сообщений, поступивших в период, когда абонент был недоступен (голосовая почта), прием сообщения о пришедшем факсе (факс-почта), определение номера звонящего. Предусмотрена возможность передачи коротких сообщений "из точки в точку" (пейджинга), то есть абоненты при желании могут обмениваться простыми короткими (несколько десятков символов) сообщениями (тарифы на эту услугу несколько ниже, чем на обычные переговоры). Функция мобильного модема/факса наряду с повсеместным распространением портативных компьютеров дает возможность доступа к Интернету и электронной почте через сети GSM. Эти услуги значительно увеличивают привлекательность использования телефонов GSM для пользователей. Так, к примеру, факс-почта может быть очень полезна деловому человеку, ибо позволяет не пропустить информацию о факсе в любое время, независимо от местонахождения абонента. Мобильный телефон известит своего владельца, а тот может получить факс когда угодно и где угодно, так как факс автоматически поступает в его электронный почтовый ящик .

К преимуществам стандарта можно отнести меньшие по сравнению с аналоговыми стандартами размеры и вес телефонных аппаратов при большем времени работы без подзарядки аккумулятора. В основном это достигается за счет аппаратуры базовой станции, которая постоянно анализирует уровень сигнала, принимаемого от аппарата абонента. В тех случаях, когда он выше требуемого, автоматически снижается излучаемая мощность. Так же относительно высокая емкость сети, низкий уровень индустриальных помех в данном частотном диапазоне и несколько неестественное звучание речи, за то нет шипения и треска

Максимальная защита от подслушивания и нелегального использования, что достигается путем применения алгоритмов шифрования с открытым ключом. EFR-технология являет собой усовершенствованную систему кодирования речи. Эта система была разработана фирмой Nokia и впоследствии стала промышленным стандартом кодирования/декодирования для технологии GSM. Одним из существенных недостатков сетей сотовой связи стандарта GSM на сегодняшний день является низкая скорость передачи данных .

3.5. WAP

Коротко описать WAP можно так – доступ к информации, расположенной в Интернете, непосредственно с мобильного телефона. С его помощью можно просматривать специально подготовленные Web-страницы с новостями, курсами валют, анекдотами и прочим. Так же можно скачивать для вашего телефона: новые мелодии, заставки и игры.

WAP - средство получения доступа к ресурсам Интернет посредством мобильного телефона. Прим этом пользователь не прибегает к помощи каких бы то ни было дополнительных устройств, таких как компьютер или модем. WAP (Wireless Application Protocol) - это протокол, или технический стандарт, описывающий способ, с помощью которого информация из Интернет передается на небольшой дисплей мобильного телефона. В этом-то и заключается основное отличие WAP от привычных методов доступа во всемирную сеть, которые обеспечивают обмен информацией и просмотр Web-сайтов (протоколы HTTP и TCP/IP). Теоретически, если бы экран мобильного телефона "умел" отображать столько же информации, как и дисплей компьютера, то и не было бы WAP в таком виде, в каком он предоставляется сейчас. Но дисплеи мобильных телефонов, даже имеющих большое разрешение, не могут "вместить" обычные Web-страницы. Именно это послужило причиной создания специальных способов, позволяющих пользователям мобильных телефонов использовать Интернет. С появлением WAP-протокола абоненты сотовых сетей получили возможность пользоваться рядом сервисных услуг и на специальных WAP-сайтах: такими, как электронная почта, электронные магазины, бронирование билетов и мест в гостиницах, доступ к своему банковскому счету, информационные каналы (новости, прогноз погоды, курс валют, и т.д.) и даже электронный гид. Во всемирной сети с каждым днем появляется все больше и больше WAP - ресурсов. Для многих популярных Web-сайтов созданы их WAP-близнецы, которые предоставляют "мобильным" пользователям тот же набор услуг. Один из примеров: сайт электронной почты www.mail.ru имеет WAP-версию wap.mail.ru. Список популярных WAP - сайтов и их краткое описание можно просмотреть в меню "WAP-сайты". Для тех, кто хочет оценить тот или иной WAP-сайт не отходя от своего компьютера, существуют WAP-эмуляторы, которые позволяют воспроизвести работу с WAP на дисплее мобильного телефона. С внедрением WAP открылись его достоинства и недостатки. WAP в том виде, в котором он существует сейчас, требует серьезного усовершенствования. Из-за небольшого размера дисплеев, интерфейс WAP оставляет желать лучшего. Если небольшие сообщения можно прочитать довольно быстро, то содержащие до сотни символов приходиться долго "листать". Также актуальна скорость обмена данными с мобильных терминалов, тем более, что за время работы с WAP надо платить. Последний недостаток устраняет новая технология передачи данных GPRS которая не только увеличивает скорость обмена в несколько раз, но и позволяет платить не за время, а за объем принятой информации. Для специалистов, обслуживающих WAP, стоят проблемы следующего плана: сайты, которые могут посещать пользователи с мобильных телефонов, надо постоянно адаптировать. Иными словами, WAP-сайт, который можно посмотреть на 8-строчном дисплее, для 4-х строчного уже не подходит, и его надо переписывать в специальной версии. WAP-технология в ее современном виде является пока переходным решением. Разработчики уже модернизируют его, избавляя от первоначальных недостатков. Возможно, изменятся цели, которые достигаются применением WAP. Однако общая идея предоставления информации из Интернет на мобильный телефон будет только развиваться. В пути человеку может понадобиться доступ к привычной электронной почте, своим финансовым данным, информация об интересующих учреждениях в той местности, где находится пользователь. Список услуг можно продолжать долго .

3.6. GPRS

Стандарт GPRS - Обобщенные услуги пакетной радиосвязи (General Packet Radio Service) для сетей GSM предоставляет услуги мобильного доступа и передачи данных в рамках новой экономической модели. Благодаря внедрению стандарта GPRS для сегодняшних сетей GSM, ориентированных в основном на передачу голоса, началась эра беспроводного информационного бизнеса. GPRS обеспечивает новую, пакетно-ориентированную архитектуру сети (совместимую с Интернет), которая позволит операторам сотовой связи и другим компаниям предлагать широкий диапазон доходных и ценных услуг своим клиентам. Поскольку мобильная связь все больше становится нормой, у её подписчиков растет потребность доступа к информации в режиме реального времени. Феномен Интернета, а также возможность одновременной передачи голоса и данных, делают внедрение GPRS следующим революционным шагом на пути развития беспроводных коммуникаций.

GPRS - это беспроводной стандарт, призванный заложить основу для большого количества функций передачи данных при помощи пакетной передачи. Это новые, уникальные услуги операторов GSM, абоненты которых будут платить за использование только тех ресурсов, которыми они пользуются. Основной ресурс оператора сотовой связи - частотный диапазон - можно будет делить между многими пользователями одновременно, поскольку стандарт GPRS поддерживает одновременную передачу данных для гораздо большего числа пользователей. GPRS разработан с целью расширить мобильный доступ конечных пользователей к данным, делая постоянное соединение возможным и доступным по цене, а скорость передачи данных значительно выше. GPRS не просто дополнит существующие возможности передачи данных, предоставляемые операторами GSM, но и обеспечит внедрение услуг передачи данных, характерных для сетей сотовой связи "третьего поколения", за несколько лет до их появления.

Основное назначение GPRS - обеспечить эффективный, дешевый, пакетно-ориентированный доступ к услугам сети Интернет по принципу "от посылающего к получателю". GPRS позволяет абонентам использовать радиоканалы одновременно и создает перекрывающуюся пакетную сеть с узлами услуг доступа в Интернет.

Среди преимуществ GPRS можно отметить :

· постоянное виртуальное соединение

· ширина частотной полосы определяется потребностями

· тарификация за единицу переданной информации

Стандарт GSM, в котором работают уже 230 сетей по всему миру, достиг впечатляющих успехов. Сегодня очевидно, что зарождается новый большой рынок: рынок мобильной передачи данных. Этот рынок отразит экстраординарный рост фиксированных локальных сетей с пакетной передачей данных (LAN) и региональных сетей (WAN). К примеру, сегодня в мире насчитывается более 100 миллионов пользователей сети Интернет, и потребность в услугах сети растет очень быстро.

Поскольку не менее быстро происходит рост числа беспроводных компьютеров, существует четкая, обусловленная условиями рынка возможность развития систем беспроводного подключения к сетям передачи данных. Часть операторов уже осознает потенциальные преимущества предоставления услуг передачи данных. Помимо прямой коммерческой выгоды, существуют еще и косвенные преимущества: например, уменьшение доли пользователей высокого уровня. С ростом набора услуг, предоставляемых оператором, для сети становится все более актуальным вопрос максимальной эффективности обслуживания. Передача сообщений SMS и стандартная технология циклической коммутации становятся все дороже с точки зрения планирования и сетевых ресурсов. Стандарт GPRS предоставляет технологические решения, обеспечивающие оптимальное соответствие всему диапазону возможных приложений. Очевидно, что более высокая скорость передачи данных, выделение частотных ресурсов по потребностям, виртуально- постоянное соединение, быстрая настройка вызова и тарификация за единицу объема могут потребоваться для удовлетворения нужд продвинутых пользователей и эффективной конкуренции с наземными линиями связи.

GPRS позволяет передавать данные в широкой полосе частот. Технология пакетной коммутации обеспечивает полное и мгновенное соединение беспроводного устройства или переносного компьютера с сетью Интернет или корпоративной сетью, позволяя свободно использовать все существующие Интернет-приложения, такие как электронная почта и поисковые веб-системы. Высокая пропускная способность сетей GPRS позволит ввести в практическое употребление и беспроводные мультимедийные приложения.

Преимущества:

· Высокая скорость передачи данных;

· Быстрая настройка вызова;

· Пользователи могут быть "на линии" сутками, меньше загружая системные ресурсы;

· Пользователь платит за объем переданной информации, кроме того есть возможность комбинировать оплату по объему с оплатой по времени;

· Высокоэффективная емкость системы при передаче данных - от 2-х до 10- кратного увеличения по сравнению с сетями с циклической коммутацией;

· SMS-приложения для оптимальной производительности могут быть переведены на GPRS;

· Технология применима к широкому диапазону приложений для передачи данных - как импульсных, так и непрерывных, как низко-, так и высокоскоростных;

· Совместимость с протоколом IP: соединение с Интернет и с корпоративными сетями;

· Ступенька на пути к архитектуре и функциональным возможностям UMTS.

В дополнение к внутренним возможностям пакетной технологии, GPRS позволяет оптимально использовать имеющийся частотный диапазон благодаря возможности выделения радиоканалов. Такая возможность позволяет защитить инвестиции, вложенные в ресурсы, обеспечивая операторов свободой задания пороговых значений распределения ресурсов канала между передачей голоса и данных. Например, какие- то каналы могут выделяться только для передачи голоса и/или данных, по другим каналам оператор может передавать и данные, и звук, определяя соотношение между ними по собственному усмотрению.

GPRS основывается на использовании Интернет-протокола (IP). Поддержка IP может оказаться особенно важной, поскольку в настоящее время некоторые компании заинтересованы в доступе в Интернет, обеспечивающем удаленный доступ к корпоративным сетям. Благодаря поддержке IP любое приложение, действующее по этому протоколу, сможет работать по сети сотовой связи стандарта GSM. Сотовые связи, предоставляющие услуги GPRS, призваны стать беспроводными расширениями сети Интернет и корпоративных сетей.

Назначение GPRS - обеспечить технологические решения, которые можно будет использовать в любых приложениях. Основные преимущества сетей, работающих по стандарту GPRS (высокая скорость передачи данных, выделение частотных ресурсов по потребностям, виртуально-постоянное соединение, быстрая настройка вызова и возможность тарификации за единицу объема), являются ключом к успешному внедрению целого букета услуг. Вот лишь некоторые из них:

· электронная почта

· электронная торговля

· локальное обслуживание

· информационные услуги

· синхронизация

3.7. Интернет (модемная связь)

Рассмотрим такой вид подключения к сети Internet как Dial-up. Параллельные сигналы, посылаемые компьютером, преобразовываются модемом в последовательные и передаются по телефонным линиям. Максимальная скорость, достигаемая при dial-up"е составляет 55,6 кбит/с, что, конечно совсем немного. Причем 55,6 кбит/с - это идеальный случай, обычно же этот параметр гораздо меньше. На скорость связи при dial-up"е влияет огромное количество самых разных как постоянных, так и меняющихся со временем факторов. Например, огромную роль играет тип АТС. Если телефонный номер обслуживается старой пошаговой АТС, то максимальной скорость связи вряд ли будет превышать 28,8 кбит/с. Кроме того, важно состояние телефонной линии до АТС, кабеля в квартире, загрузка станции в данный момент времени, внешние помехи, скорость вашего модема и многое, многое другое. Есть у dial-up"а помимо скорости и другие минусы. Во-первых, во время работы в Сети занят телефон. Во-вторых, крайне низкая надежность связи. Проблема заключается в том, что соединение часто разрывается из-за непонятных причин (проблемы на АТС, помехи на линии и т.п.). На качество соединения влияют тип модема, качество телефонной линии, протокол, с применением которого это соединение устанавливается (HST – специально разработанный для сильно зашумленных линий). Скорость передачи данных определяется модемами, установленных у пользователя и провайдера, и составляет 28,8 – 56 кБит/с. На скорость передачи влияет загруженность сервера, с которым работает пользователь, а также каналов передачи данных, “ведущих” к этому серверу.

И все же, несмотря на серьезные проблемы со скоростью, dial-up имеет также и ряд неоценимых преимуществ. Во-первых, это малая стоимость подключения. Поскольку сам канал связи (телефонная линия) уже готов, то вам нужно только купить модем. Провайдеров сейчас огромное множество, все они подключают совершенно бесплатно. Следующий плюс dial-up"а - низкая стоимость работы в Интернете. И действительно, раз провайдеров много, значит, есть конкуренция, благодаря которой цены постоянно снижаются. Таким образом, несмотря на все свои минусы, dial-up в России остается, да и, пожалуй, еще долго будет оставаться одним из наиболее распространенных способов подключения к Интернету.

3.8. Спутниковая связь

Данные из сети Internet поступают в компьютер пользователя через спутник со скоростью 400 Кбит/с, а в обратном направлении через модем. Недостатки: неодинаковая скорость передачи данных исключает возможность проведения видеоконференций, высокая стоимость подключения.

Сегодня в Интернете полным ходом идет процесс "мультимедиатизации". На веб-сайтах все чаще и чаще применяются флэш-технологии, видеовставки, озвучивание. Также все большее и большее распространение получают аудио- и видеоконференции, которые способствуют полноценному общению людей, находящихся далеко друг от друга. Кроме того, сейчас пользователи загружают на свои компьютеры гораздо больше информации из Глобальной сети. Обычного доступа в Сеть по телефонной линии уже не хватает. И даже многие выделенные линии в том виде, в котором они есть, зачастую не удовлетворяют потребности пользователей. Рассмотрим спутниковый Интернет, как один из способов решения такого рода проблемы.

Совсем еще недавно этот способ доступа в глобальную сеть был доступен только для жителей западных регионов нашей страны. Сегодня зона вещания спутников различных компаний покрывает практически всю территорию России. А это значит, что при подключении к Интернету этот вариант доступа следует рассматривать не как некую абстрактную возможность, а как реальную альтернативу другим, более традиционным способам.

Достоинств у спутникового Интернета несколько. Во-первых, это очень большая скорость передачи данных. На хорошем оборудовании она редко опускается ниже нескольких сотен, а то и тысяч килобайт в секунду и обычно определяется не физическими параметрами, а стоимостью договора в с провайдером (чем выше скорость, тем дороже). Добиться такого "на земле" практически невозможно. Второй плюс доступа в Интернет с помощью спутника - цена. Приблизительно гигабайт информации обойдется меньше чем за тысячу рублей. Тем более большинство что спутниковых провайдеров тарифицируют трафик в зависимости от времени суток, а поэтому ночью цена одного гигабайта снижается до 150-200 рублей. Третий плюс - это возможность быстрого перехода к другому провайдеру, если по каким-то причинам перестал вас устраивать. А в случае, например, с выделенной линией, это невозможно без прокладки нового кабеля со всеми вытекающими отсюда затратами.

Но, конечно же, есть у доступа к Интернету через спутник и свои недостатки. И самый главный из них - это то, что тарелка, установленная у пользователя может только принимать сигналы, но никак не отправлять их. Это значит, что для работы в Сети вам придется, помимо спутника, использовать любой другой традиционный способ доступа. На первый взгляд кажется, что это сводит "на нет" все рассмотренные преимущества. Однако на самом деле это совсем не так. Дело в том, что входящий трафик обычно в десятки раз больше исходящего. А если пользователь загружает из Интернета, например, фильмы или музыку, то эта разница может исчисляться и на порядок большими величинами. Кроме того, при связи по выделенной линии исходящий трафик бесплатен. Таким образом, если компьютер пользователя принимает данные со спутника, а отправляет их по "выделенке", то по деньгам пользователь даже не почувствует никакого "дубляжа".

Второй недостаток - это высокая цена первоначального оборудования. Третий минус спутникового Интернета - зависимость качества связи от погодных условий.

Спутниковый доступ может существенно облегчить жизнь частным или корпоративным пользователям, нуждающимся в высокоскоростном доступе, но не имеющим возможность использовать выделенную линию или ADSL. В этом случае для исходящего трафика можно использовать dial-up. Правда, это будет дороже, поскольку придется платить за оба способа подключения, зато позволяет достигнуть очень приличной скорости загрузки информации.