Коды с повторением. Один символ передается несколькими (нечетным числом). Декодер по принятой комбинации определяет 0 или 1.

Из множества различных кодов часто используют коды позволяющие исправлять одиночные ошибки. Наиболее известным примером таких кодов считаются коды Хемминга (2^n-1,2^m-1-n), где n — число дополнительных разрядов увеличивающих общую разрядность.(15,11),(31,26). Дополнительные (замыкающие) разряды кода Хемминга формируются путем сложения по модулю 2 входных информационных разрядов. (для кода (7,4) p₁=i₁i₂i₃, p2=i₂i₃i₄, p3=i₁i₂i₄) Эти дополнительные разряды, как бы, несут повторную информацию об информационных и в случае изменения произвольного разряда при передаче помогают восстановить исходную информацию. Кодирование информационного кода выполняется с использованием как аппаратных, так и программных процедур. Кроме этого коды Хемминга можно получить и из предшествующих кодов, например 0101101->1010110. Декодирование кодов Хемминга в двоичный код также может выполняться программно с учетом свойств кода и аппаратно. При аппаратном кодировании применяют синдромный подход — формируют из принятого сигнала синдром, значение которого зависит от конфигурации ошибок. Декодеры на основе синдромов используются и на основе других кодов. Для 3-х разрядного дополнительного кода синдром 3-х разрядный, расшифровывая его, получают исправляющие коды,. «1» в исправленном коде инвертирует принятый сигнал, «0» не изменяет. Удобнее кодирование и декодирование проводить аппаратными средствами (скорость).

Вопросы для самопроверки

1.Поясните необходимость использования избыточных кодов для передачи сообщений на расстоянии.

2.Какие способы кодирования передаваемых слов и файлов (массивов данных) Вы знаете.

3..Что такое кодовое расстояние по Хэммингу?

4. Какую роль играет синдром при приеме слова, закодированного по Хэммингу?

5.Что такое CRC-код?

6. Какими достоинствами и недостатками обладает способ передачи кодовых слов с дублированием?

Лекция 21.Сети передачи данных

21.1.Сети, общие сведения, структура

Одним из приложений вычислителей является передача информации между двумя или более устройствами. Под сеть ЭВМ (сеть ) понимают комплекс аппаратных средств и программного обеспечения предназначенных для передачи, обмена информацией между оконечными устройствами. Терминология сетей развивалась на основе устройств связи, поэтому некоторые термины сохранились. Общая структура сети может быть представлена как:

Структура предусматривает связь между двумя устройствами, т. е. она традиционно описывает систему связи. В сетях число абонентов (ООД) может быть значительным. Каждый включает устройство приема \ передачи, каналы же могут «размножаться». Использование вычислителей для целей приема \ передачи оправдано в случаях передачи цифровой информации (двоично- кодированной) , в том числе цифровой. Обязательным в структуре сети считается канал связи. Его особенности, конфигурация и определяет типы сетей, расположение абонентов (ООД), расстояние между ними. Принято конфигурацию сети обозначать термином топология. В общем случае топология сетей может быть произвольной, однако практика сформировала определенные типы топологии:

Р адиальная топология (по конфигурации напоминает радиальный интерфейс, когда радиально расположенные узлы передают информацию через центральный узел). Радиальная топология считается конфигурацией с наиболее быстрыми характеристиками. Число оконечных узлов в общем случае произвольно и зависит от возможностей центрального узла.

Кольцевая топология: информация передается по кольцу от одного узла к другому. Если при приеме информация не принадлежит данному узлу, узел ретранслирует ее дальше.

Шинная (магистральная) топология. Каждый узел соединяется с каналом (магистралью), поэтому источником информации в магистрали может быть 1 узел, число приемников неограниченно.

Три представленных топологии считаются элементарными и применяются в несложных, небольших сетях. С расширением числа подключаемых устройств изменяется конфигурация связей, они могут включать несколько разнотипных элементарных структур, ограничений на композицию нет. Наиболее неопределенной, нерегулярной структурой считается ячеистая топология сети, которая может предусматривать различные виды связи между узлами, связи могут быть нерегулярными. Наличие связей определяется возможностями устройства и интенсивностью передаваемых потоков информации. Помимо конфигурации сети сети различают по территориальному принципу размещения: локальные сети, глобальные сети. Композиция локальных сетей составляет корпоративную сеть, определение которой наиболее размыто.

21.2.Классификация сетей, особенности передачи информации в сетях

По назначению сети разделяют на информационные и информационно-управляющие (локально-управляющие). Последние занимают особое место в технологических процессах и учитывают специфику передаваемой информации. Топологии локальных сетей обычно несложны. Однако с развитием приемо-передающих средств локальные сети от простой топологии переходят к смешанной. Назначение локальных сетей – обмен информацией в пределах небольшой территории. Главная особенность ЛВС — передача цифровой информации — видеоимпульсов. ЛВС обслуживают ту или иную организацию, могут быть замкнутыми или иметь выход в сеть высшего уровня. Типы локальных сетей, их топологии также могут быть произвольными. На сегодня распространенными типами ЛВС считаются:

Моноканал (шинная топология).

Кольцевая топология

Радиальная топология.

Скорость передачи информации по сети измеряется в единицах бит\с, т.е. единиц информации в единицу времени. Это физическая скорость передачи сигналов. На сегодня она достигает 200Мбит\с. Эта скорость реальной быть не может, поскольку всегда наблюдаются остановы при передаче информации, повтор передаваемого сообщения, в сообщении всегда имеются служебные слова, адреса, ключи, признаки. Поэтому скорость передачи полезной информации на порядок и даже больше отличается от названной цифры. В качестве информации по локальным сетям передают данные, значения, величины, параметры, количественную информацию, текстовые данные, символы, значки, видеоинформацию, представление видеоинформации («картинка» закодированная в символах). По сети также можно передавать телевизионное изображение — информацию в стандартном телевизионном кадре, представленном в цифре. В качестве последних приложений ЛВС применяют передачу голоса (телефонная связь) и даже видеоинформации. Передача управляющей информации, кодов команд, данных, сигналов управления: пуск, запуск, начать, закончить. Локальные сети используются как управляющие, оконечное оборудование которых играет роль контроллеров различного технологического оборудования. При передаче между типовыми ЭВМ любая информация — данные или коды команд воспринимаются как текстовые. Локальная сеть может использоваться и для расширения возможности вычислительной машины. Часть требуемых данных можно считать по сети с соседней машины и отправить результат обратно. Такая ситуация целесообразна, если недостаточно ресурсов, например памяти у вычислительной машины. Вместе с тем, пользование памятью другой ЭВМ допускает различные варианты работы: чтение, исполнение, запись результатов, запуск приложения на другой ЭВМ, исполнение его там и прием результатов. Различные результаты предусматривают и соответствующую программную поддержку, поэтому наряду с аппаратным обеспечением, любая сеть требует и соответствующих программ. В зависимости от типа сети число подключенных устройств изменяется от нескольких единиц до нескольких сотен. Как правило, сеть проектируют с возможностью расширения числа абонентов. Сети локальные различают:

Одноранговые сети — объединяют ЭВМ одного класса, управляющая машина выделяется (назначается) из состава.

Сети с управляющей машиной (сервером), где характеристика главной машины должна на порядок отличаться от других ЭВМ.