12. В чем отличие синхронной передачи данных от асинхронной передачи? Приведите пример на временной диаграмме.
Синхронная передача – передача данных, базирующаяся на согласовании таймеров передающего и принимающего устройств. При этом биты передаются кадрами. Для начала синхронизации и периодической проверки ее точности используются специальные символы. Передача прекращается по окончании блока и начинается при поступлении нового блока. Моментом синхронизации считается изменение полярности тактового импульса.
Асинхронная передача – передача данных, при которой интервалы времени между направляемыми блоками данных не являются постоянными. Для выделения в потоке данных блоков в начале и конце каждого из них записываются старт/стопные биты. При асинхронной передаче передатчик и приемник данных работают не зависимо друг от друга.
При синхронном выполнение операции чтения адресуемого (ведомого) устройства должно передать данные на шину за определенное число тактов. Так как при асинхронной передачи операция чтения ведущее устройство начинает с передачи на шину адреса назначения и сразу после этого подтверждает адрес активации «адрес действителен». Дополнительная линия указывает, что запрашиваемая линия – «чтения» данных. Когда линия «адрес действителен» активирована, все платы расшифровывают адрес. Адресуемая плата передает требуемые данные на шину и подтверждает операцию активацией мини «данные подтверждены». Теперь ведомое устройство может сбросить линию «данные готовы» освободить шину; в ответ ведущий сбрасывает линию «данные подтверждены». Операция чтения данных завершена.
Передача информации:
13. Объясните назначение преамбулы и синхронизирующий бит.
Для правильной обработки сообщений необходимо, чтобы передатчик и приемник использовали один и тот же источник времени, т.е. чтобы они были синхронизированы. Синхронизирующая посылка представляет собой импульсный сигнал определенной частоты, генерируемый либо передатчиком или каким- либо внешним устройством. Синхронизирующий сигнал передается либо по специальному проводу, либо вместе с передаваемой цифровой информацией, как, например, при RZ или манчестерском кодировании, в которых изменение в середине каждого импульса представляет собой синхронизирующий сигнал. В первом случае требуется дополнительный провод, во втором – дополнительная полоса пропускания.
Передача может осуществляться и без определенного источника времени, такая передача называется асинхронной. При асинхронной передаче приемник должен знать заранее все параметры связи – в первую очередь, скорость – для того, чтобы правильно идентифицировать поступающие сигналы. Более того, приемник должен различать границы между отдельными битами и соответственно настраивать свой счетчик времени.
Preamble (преамбула) - служебная информация, добавляемая в начало кадра (при передаче данных). Используется для синхронизации. В контексте беспроводных сетей бывает длинная и короткая. Старое оборудование поддерживает только длинную "преамбулу".
Поле преамбулы не предназначено для передачи полезной информации, наличие этого поля у кадра объясняется необходимостью установления надежной взаимной синхронизации тактовых генераторов передатчика и приемника данных.
Содержимое данного поля формируется таким образом, чтобы обеспечить уверенную взаимную синхронизацию генераторов до начала передачи МАС-адреса станции назначения и поэтому представляет собой циклическую последовательность
14. Объясните назначение контрольной суммы при передаче данных.
Для выявления ошибок при передаче данных были разработаны методы контроля. Основной подход – добавить к исходному сообщению дополнительную информацию, позволяющую приемнику установить наличие ошибок при передаче.
Для цифровых данных ошибки имеют скорее групповой характер, чем затрагивают отдельные биты. Иными словами, более вероятно, что неправильное значение будут иметь несколько последовательных бит, чем только один случайно расположенный бит. Это определяется тем, Что источники внешнего шума – скачки и выбросы напряжения и аналогичные возмущения – генерируют импульсы длительностью в несколько миллисекунд, это может нарушить несколько десятков бит.
Информация, добавляемая к сообщению для контроля ошибок передачи, состоит из одного или нескольких байт, вычисленных из содержимого исходного сообщения по определенному алгоритму, и называется контрольной суммой или контролем с использованием циклического избыточного кода ( Cyclic Redundancy Check – CRC) или контрольной последовательностью кадра ( Frame Check Sequence – FCS). Название CRC происходит от того, что вычисление можно выполнить с помощью операции регистрового сдвига над битами входного блока данных. Самый распространенный способ вычисления контрольной суммы - разбить подлежащие передаче данные на блоки известной длинны. Далее содержимое каждого блока, рассматриваемое как двоичное число, делится на двоичное число длиной один или два байта. Контрольной суммой является остаток от деления или его двоичное дополнение длинной до нескольких десятков бит.
Приемник заново вычисляет контрольную сумму каждого из принятых блоков данных. Если обе контрольные суммы совпадают, блок данных принимается, в противном случае приемник считает, что есть ошибки, и запрашивает повторную передачу блока. Эффективность контрольной суммы уменьшается если блоки данных имеют большую длину.