СОДЕРЖАНИЕ
Введение 3
Архитектура систем передачи и распределения информации 3
Эталонная модель взаимодействия открытых систем (OSI – Open System Interconnection) 6
Эталонная модель INTERNET (TCP/IP) 10
Перечень сетевых протоколов 12
Протоколы 13
Способы установления соединений 15
Режимы передачи данных 16
Типы соединений 17
Сообщения и сигналы 18
Модель стандартной одноканальная системы передачи информации 19
Аналоговые системы 22
Импульсные системы 23
Цифровые системы 23
Теория информации 24
Мера количества информации 24
Энтропия источника дискретных сообщений 26
Избыточность источника сообщений 28
Математическая модель сообщения 29
Пропускная способность каналов 30
Дискретный канал без помех 30
Дискретный канал с помехами 33
Непрерывный канал с помехами 37
Теория сигналов 40
Классификация сигналов 40
Геометрическое представление сигналов 41
Множества сигналов 41
Пространство сигналов 43
Спектральное представление 46
Реальность спектра 49
Спектр дискретных сигналов 49
Цифровое представление аналоговых сигналов 61
Общая постановка задачи дискретизации 62
Дискретизация сигналов 63
Дискретные и цифровые сигналы 63
Спектры дискретизированных сигналов 64
Устройства выборки и хранения 66
Методы дискретизации сигналов 67
Восстановление сигналов 74
Квантование сигналов 75
Кодирование и декодирование сигналов 77
Аналого-цифровое преобразование 79
Кодирование информации 80
Методы сжатия информации 80
Методы сжатия без потерь 81
Непомехоустойчивые коды 84
Принципы обнаружения и исправления ошибок 85
Связь корректирующих свойств кода с минимальным кодовым расстоянием 86
Классификация помехоустойчивых кодов 86
Коды с обнаружением ошибок 87
Коды с обнаружением и исправлением ошибок 87
Формирование линейного сигнала: линейное кодирование и цифровая модуляция 88
Переносчики информации 88
Преобразование сообщений в видеоимпульсный сигнал при передаче в основной полосе (видеоимпульсная передача) 90
Формирование линейного сигнала 92
Аналоговая модуляция 100
Импульсная модуляция 101
Цифровая модуляция 102
Связь полосы пропускания со скоростью передачи 108
Теоретические основы многоканальной связи 112
Сети передачи дискретных сообщений 112
Принципы разделения и распределения сигналов 112
Основные положения МКС 112
Системы передачи с линейным разделением каналов 116
Линейно-разделимые сигналы 116
Формирование канальных сигналов 118
Разделение по форме канальных сигналов 119
Временное разделение 120
Частотное разделение 122
Корреляционное разделение 123
Кодово – адресное разделение 124
Комбинированные методы линейного разделения 125
Нелинейное и комбинационное разделение каналов 125
Нелинейное разделение каналов 125
Комбинационные системы передачи 127
Обеспечение дальности связи 128
Введение Архитектура систем передачи и распределения информации
Любая система ПД – это сложная система, состоящая из разнообразных и разнородных элементов.
Как осуществляется согласованное взаимодействие ЭВМ, каналов и АПД, мультиплексоров и концентраторов, терминальных устройств и коммутируемых узлов в рамках единой системы?
Как происходит обмен информацией между различными информационными сетями, ориентированными на свой класс, использующий и предоставляющий ограниченное число услуг?
Организация связи разнородных объектов в информационно-вычислительной среде возможна лишь при соблюдении определенного набора стандартных правил, которые должна быть организована иерархическим способом, т.н. разделении на уровни или слои. При этом правила различных уровней должны быть взаимонезависимы.
Пример
-
Человек А
Человек В
Европейская культура
Математика
Русский язык
Устная речь
Азиатская культура
Математика
Японский язык
Устная речь
Для данного примера можно выделить 5 уровней взаимодействия:
Культурный
Прагматический или познавательный
Лингвистический (словарный запас, синтаксис и семантика)
Сигнальный – механизм обмена информацией – письменное сообщение или устная речь
Физический, включающий средства передачи зрительных или слуховых образов.
Указанные уровни слабо зависят друг от друга, но при общении необходимо участие каждого уровня. Так, если оба собеседника являются специалистами в одной области знаний, и могут обсуждать определенные вопросы (уровень 2), но говорят на разных языках (уровень 3), то взаимопонимание между ними невозможно.
В процессе диалога необходимо разъяснение непонятных сообщений, подтверждение правильного приема и использование других сигналов, указывающих на взаимопонимание и целесообразность дальнейшего обмена информацией, и регулирование его скорости. Диалог между людьми не носит формальный характер и возможны отступления от указанных правил.
В случае обмена между техническим сигналом и программами ЭВМ правила взаимодействия должны быть формализованы. Такие правила называют протоколами.
Следует различать понятия протокол и служба (сервис). Служба – это набор операций, которые более низкий уровень предоставляет более высокому, то есть нижний уровень является поставщиком сервиса, а верхний – его потребителем. Протокол, в свою очередь, задается набором правил в рамках равнорангового (однорангового) процесса. Таким образом, службы связаны с межуровневыми интерфейсами, а протоколы – равноранговыми процессами.
Рассмотрим многоуровневый подход на простом примере отправки почтового письма. Решение такой задачи иллюстрируется на рис. B2.
Рис. В2. Многоуровневая модель отправки почтового письма
Наиболее просто реализовать протоколы в однородной (гомогенной) среде, однако она не может реализовать разнообразные функции и службы: при всякой модернизации необходимо существенно изменять ее структуру и ПО, т.е. система не является гибкой. Все это говорит в пользу неоднородных (гетерогенных) сред, обеспечивающих в рамках одной среды согласованную работу аппаратных и программных средств. Но это влечет проблемы – создание сложных протоколов различных уровней и интерфейсов между ними. Но такая работа под силу только крупным организациям и фирмам. Поэтому все заинтересованные в области связи и обработки данных организации и страны понимали необходимость создания эталонной системы взаимодействия (правильный перевод interconnection – взаимосвязи) открытых систем (ЭМ ВОС), которая явилась бы основой координации работ в области сетевых ОС, и отменила бы введение стандартов на международном уровне.
Эталонная модель определяет связь 4 основных элементов среды взаимодействия открытых систем
Сами системы
Передающая среда
Прикладные процессы, являющиеся источниками или потребителями информации в сети
Сеансы, т.е. процедуры ограниченного во времени информационного обмена между прикладными процессами.
Объектом ВОС-стандартизации является таким образом внешнее поведение реальных систем, а не их внутренняя структура.