- •Кафедра «Информационные технологии»
- •Лекции 10, 11
- •1.История развития компьютерных сетей
- •Самюэль Морзе (нью-йоркский художник) – 1837,
- •Воздушные и кабельные линии связи тех лет позволяли передавать телеграфные сигналы на 10-100
- •Телефонный аппарат фирмы Ericsson
- •Т.к. переменный ток звуковой частоты, вырабатываемый микрофоном телефонного аппарата, очень слаб, радиус действия
- •Изобретение электронных ламп в начале XX века и развитие радиотехники сделало телефонию междугородной
- •Изобретение радио
- •1896 г. - аналогичное устройство в Лондоне представил Гульельмо Маркони (1874-1937).
- •Приоритет Попова в изобретении радио?
- •Вопрос о приоритете Попова в изобретении радио
- •1.2. Основные понятия теории передачи сообщений
- •В 1936 г. Клод Шеннон закончил Мичиганский университет (бакалавр электротехники и математики) и
- •Понятие информация (information) относится к числу первичных, неопределимых строго понятий, в общем случае
- •Для того, чтобы информацию можно было передавать, хранить и обрабатывать, она должна быть
- •В технике связи рассматриваются вопросы передачи любых сообщений (телефонных, телеграфных, факсимильных, телевизионных, …).
- •Т.к. практически все современные автоматические устройства хранят и обрабатывают данные в двоично-кодированном виде,
- •Наиболее общая модель системы передачи сообщений, предложенная Шенноном
- •Источник (человек или ООД) формирует сообщение m, которое преобразуется в электрический сигнал s(t).
- •Перенос сигнала из одной точки пространства в другую осуществляет канал электросвязи (channel), который
- •Передача сообщений от источника к приемнику
- •Например:
- •Любой канал электросвязи предназначен для передачи сигналов определенного вида, с этой точки зрения
- •В простейшем случае значащих позиций две, такой сигнал - двухпозиционный, он самым естественным
- •Преобразование четырехпозиционноного сигнала в двухпозиционный
- •Аналоговый сигнал в отличие от цифрового представляется непрерывной функцией времени s(t), такие сигналы
- •Спектр реальных сигналов не бесконечен, а занимает некоторую полосу частот (fmin , fmax
- •Каналы электросвязи: аналоговые и цифровые (по виду передаваемых сигналов).
- •Вторая важная характеристика аналогового канала – уровень помех, измеряется отношением мощности сигнала S
- •Цифровые каналы характеризуются скоростью передачи данных (в бит/с). Исторически первый и самый медленный
- •Важная характеристика цифрового канала -допустимая частота (коэффициент) ошибок.
- •Передача аналогового сигнала по
- •Преобразование аналогового сигнала в
- •Качество преобразования существенно зависит от выбора T и M. Очевидно, чем быстрее меняется
- •На основании теоремы отсчетов установлены
- •Передача цифрового сигнала по аналоговому каналу
- •Простейший вид непрерывного периодического
- •При простой модуляции скорость передачи данных
- •2. Предыстория компьютерных сетей: телеобработка и сети
- •Содной стороны, сети передачи данных -
- •2.1. Поколения компьютерных сетей (КС)
- •2-е поколение (1970-е гг.) – подключение компьютеров друг к другу. Территориальные
- •Для удешевления сетей связи -принцип коммутации каналов. Пример – телефонная сеть: 4 узла
- •Узел 1, чтобы передать данные узлу 7, сначала
- •Многотерминальная система – прообраз КС
- •С появлением мини-компьютеров - возможность управления технологическим оборудованием, другие задачи уровня отдела предприятия
- •2-е поколение - вместо телетайпов - электронные
- •Пример коммутации каналов – установление
- •Пример коммутации каналов – задержки
- •2-е поколение - по схеме с коммутацией каналов в 1970-е гг. было создано
- •Пример КС 2-го поколения - сеть Cybernet
- •3-е поколение (1980-2000-е годы) –
- •3. Сети пакетной коммутации – от ARPAnet до Интернет
- •Эксперименты, проведенные в 1964-66 гг. по заказу ARPA в MIT показали:
- •Принцип коммутации сообщений и пакетов
- •Принцип коммутации сообщений и пакетов – работа маршрутизатора
- •Особенности принципа коммутации сообщений
- •Проблемы систем с коммутацией сообщений
- •Проблемы систем с коммутацией сообщений
- •Разбиение сообщения на пакеты уменьшает время
- •Если сообщение передается целиком, то трансляция
- •Сеть ARPAnet (1970-е годы)
- •29 октября 1969 г.
- •Принципы ARPAnet, оказались удачными; развитие сети: 1971 г. - 15 узлов, 1972 г.
- •Развитие сетей пакетной коммутации
- •Развитие КС пакетной коммутации – проблема:
- •Возможные выходы:
- •Выход 1: 1976 г. - группа ведущих производителей сетевого оборудования и телефонных компаний
- •Возникновение Internet (1980-е годы)
- •Сотрудничество Р. Кана и В. Серфа: 1974 г. - опубликована 1-я версия семейства
- •Internet (одно из возможных определений) – глобальное сообщество сетей различной
- •1980-е годы – бурный рост Internet:
- •Когда число участников Internet увеличилось до сотен, Пентагон «отгородился» от чужих пользователей -
- •За последующие 8 лет NSF вложил в NSFnet 200 млн. долларов, магистраль выросла
- •Коммерциализация Internet (1990-е годы)
- •Коммерциализация Internet (1990-е годы)
- •4. Web-технологии
- •Для реализации идеи Буш предлал построить фото- электромеханическую (еще не было электронных компьютеров)
- •Хотя проект Memex так и не был осуществлен, он вдохновил последователей – Теда
- •В одной из своих ранних статей "Информационные системы будущего" Тед Нельсон писал:
- •Принципы построения гипертекста
- •Принципы построения гипермедиа
- •Система NLS. Первую работающую гипертекстовую систему создал в 1965-68 г. Дуглас Энгельбарт (изобретатель
- •Система NLS - для организации коллективной работы группы людей, связанных общими интересами. Основным
- •HyperCard. Одной из первых документальных гипертекстовых систем для персональных компьютеров, была система HyperCard,
- •Windows Help. Близкую по духу гипертекстовую документальную базу применила фирма Microsoft в качестве
- •Lotus Notes. Две предыдущие системы относились к разряду персональных, рассчитанных на одного пользователя.
Изобретение электронных ламп в начале XX века и развитие радиотехники сделало телефонию междугородной и международной, но прошло еще много лет, пока ламповые усилители научились встраивать в подводные кабели так, чтобы они выдерживали давление океанских глубин.
Только в 1956 г. (через 90 лет после сооружения
межконтинетального телеграфа) был проложен первый трансатлантический телефонный кабель.
11
Изобретение радио
Русский инженер Александр Степанович Попов (1859- 1905) - 7 мая 1895 г., заседание Русского физико- химического общества (Петербург), демонстрация прибора для приема электромагнитных волн (в наше время 7 мая - День радио).
1896 г. - аналогичное устройство в Лондоне представил Гульельмо Маркони (1874-1937).
Вотличие от Попова, Маркони поставил дело на широкую коммерческую основу, создав в 1897 г. компанию по производству радиоаппаратуры, существующую по сей день. В 1898 г. Маркони впервые передал радиосигнал через Ла-Манш, а в 1901 г. – через Атлантику.
В1909 г. за достижения в области радиотехники Маркони вместе с изобретателем ЭЛТ Брауном была
присуждена Нобелевская премия по физике. Т.к. посмертно премия не присуждается, Попова не было среди лауреатов.
13
14
Приоритет Попова в изобретении радио?
В России Попов - изобретатель радио. Это не единственный «национальный» кандидат на это звание: в США - Никола Тесла, во Франции долго считался Эдуард Бранли. Общераспространенное мнение - Гульельмо Маркони.
Сторонники приоритета Попова: Попов первый продемонстрировал: практичный радиоприёмник (7 мая 1895) и опыт радиотелеграфии, послав радиограмму (24 марта 1896). И то, и другое произошло до патентной заявки Маркони (2 июня 1896).
Критики: первое устройство, которое можно назвать приемником, создал Генрих Герц в 1888, а приёмник, работающий на когерере, - Лодж, 1894. Приемник Попова был лишь модификацией приемника Лоджа и не содержал ничего принципиально нового. Нет данных, что Попов
занимался радиотелеграфией до 1897 г. (т.е. до того, как
узнал о работах Маркони).
16
Вопрос о приоритете Попова в изобретении радио
Таким образом, по мнению критиков, «отцом» радио в широком смысле слова является Герц, «отцом» же радиотелеграфии - Маркони, который приспособил передатчик Герца и приёмник Попова (со своими усовершенствованиями) к непосредственной
практической задаче - передаче и приему радиотелеграмм, соединив первый с телеграфным ключом, а второй - с печатающим телеграфным
аппаратом.
Но в целом постановка вопроса об «изобретении радио» вообще (а не радиотелеграфии и других
конкретных форм его применения) по мнению
критиков не имеет смысла. |
17 |
1.2. Основные понятия теории передачи сообщений
Основы теории передачи сообщений были заложены американским ученым Шенноном
(1916-2001), одним из основателей кибернетики и информатики.
19
В 1936 г. Клод Шеннон закончил Мичиганский университет (бакалавр электротехники и математики) и поступил в Массачусетский технологический институт, где создал теорию релейных схем на основе математической логики. С 1941 по 1972 г. он работал в математическом отделе Bell Telephone
Laboratories.
1948 г. - работа «Математическая теория связи» - основы теории информации и теории кодирования, в частности, знаменитая
формула Шеннона для предельной пропускной способности канала связи.
20