Что относится к устройствам передачи информации
Устройства передачи данных, их назначение
Модем – передача данных между удаленными ПК по телефонным и другим линиям связи.
Факс-модем – передача данных, копий документов, графических изображений между удаленными ПК по телефонным и другим линиям связи.
Концентратор(hub, хаб) – подключение сетевыми кабелями всех рабочих станций (ПК) ЛВС, передача сигнала (пакета данных) от любого ПК ЛВС всем ПК.
Мост (bridge) – разделение ЛВС с относительно большим количеством ПК на сегменты, передача пакета данных только в сегмент назначения (в отличие от концентратора).
Коммутатор(switch, свитч) – обеспечение прямого соединения («точка-точка») двух любых ПК в ЛВС (коммутатор производит анализ заголовка каждого входящего пакета и передает его только в тот порт, к которому подключен ПК назначения).
Маршрутизатор(router, роутер) – выбор пути передачи данных, обеспечение связи между сетями, использующими различные топологии и протоколы (аппаратно-программное устройство или программа).
Сетевой шлюз(gateway) – соединение разнородных сетей, использующих разные протоколы (наприме, локальной и глобальной), обеспечение передачи информации из одной сети в другую (аппаратно-программное устройство или программа).
Концентраторы, коммутаторы, маршрутизаторы, применяемые в ЛВС, называют активным сетевым оборудованием.
Производится множество моделей средств передачи данных. Например, выпускаются много моделей маршрутизаторов для небольших ЛВС, корпоративных сетей, магистральных каналов связи глобальных сетей, отличающихся пропускной способностью (до десятков миллионов и более пакетов в секунду), количеством портов, возможностью управления сетью и защитой данных, стоимостью (от нескольких сотен до десятков тысяч долларов).
В небольших ЛВС из 5–7 ПК и одного сервера может использоваться, например, концентратор или коммутатор 100 Мбит/с на 8 портов.
Имеются аппаратно-программные комплексы, сочетающие функциональные возможности концентраторов, коммутаторов, маршрутизаторов, мостов. Для малых предприятий, филиалов фирм выпускаются концентраторы-маршрутизаторы, сочетающие функции коммутатора, маршрутизатора и модема.
Модемы для аналоговых коммутируемых телефонных линий связи при передаче данных преобразуют цифровые сигналы компьютера (поток битов) в аналоговые, а при приеме – аналоговые в цифровые. Используются внешние и внутренние (встроенные в ПК) модемы. Они обеспечивают автоматический прием, преобразование в цифровую форму и запись в память ПК речевых сообщений, имеют функцию автоматического дозвона/ответа, определения типа принимаемой информации (факс, данные). При установлении связи модемы автоматически «договариваются» между собой о протоколе и скорости передачи данных (до 28000, 33600 бит/с, протоколы V.34, V.34 bis). При подключении к старым АТС реальная скорость передачи в два-три раза меньше. Модемы могут передавать данные по коммутируемым телефонным линиям со скоростью до 56000 бит/с при использовании цифровых АТС (протоколы V.90, K56flex, x2).
Внешний модем по сравнению с внутренним более удобен. За его работой можно следить по индикаторам, при зависании надо перезагрузить только модем (а не компьютер), он подключается к электросети отдельно от компьютера.
При выборе модема учитывается качество работы с местной АТС, максимальная скорость передачи данных, поддерживаемые стандарты (протоколы) передачи и сжатия данных, коррекции ошибок. Для многих сельских районов телефонный модем является основным относительно недорогим средством подключения к Интернет.
Для беспроводных сетейиспользуются точки доступа, беспроводные сетевые адаптеры(Wi-Fi адаптеры), другое оборудование.
Передача данных. Устройства, системы, программы. Информационные технологии
Большинство жителей современных городов ежедневно передают либо получают какие-либо данные. Это могут быть компьютерные файлы, телевизионная картинка, радиотрансляция — все, что представляет собой некую порцию полезной информации. Технологических методов передачи данных — огромное количество. При этом во многих сегментах информационных решений модернизация соответствующих каналов происходит невероятно динамичными темпами. На смену привычным технологиям, которые, казалось бы, вполне могут удовлетворять потребности человека, приходят новые, более совершенные. Совсем недавно выход в Сеть через сотовый телефон рассматривался почти как экзотика, но сегодня подобная опция знакома большинству людей. Современные скорости передачи файлов через интернет, измеряемые сотнями мегабит в секунду, казались чем-то фантастическим первым пользователям Всемирной сети. Посредством каких типов инфраструктур могут передаваться данные? Чем может быть обусловлен выбор того или иного канала?
Основные механизмы передачи данных
Понятие передачи данных может быть связано с разными технологическими явлениями. В общем случае оно связано с индустрией компьютерных коммуникаций. Передача данных в этом аспекте — это обмен файлами (отправка, получение), папками и иными реализациями машинного кода.
Однако современный тренд развития коммуникационных технологий таков, что каналы передачи данных, какого бы типа информация не передавалась посредством них, активно «оцифровываются». В крупных российских городах с трудом можно найти телефонные линии, функционирующие по аналоговым стандартам. Технологии, подобные AMPS, постепенно теряют актуальность и заменяются более совершенными. Цифровым становится ТВ и радио. Таким образом, мы вправе рассматривать современные технологии передачи данных главным образом в цифровом контексте. Хотя исторический аспект задействования тех или иных решений, безусловно, будет весьма полезно исследовать.
Современные системы передачи данных можно классифицировать на 3 основные группы: реализуемые в компьютерных сетях, используемые в мобильных сетях, являющиеся основой для организации трансляций ТВ и радио. Рассмотрим их специфику подробнее.
Технологии передачи данных в компьютерных сетях
Основной предмет передачи данных в компьютерных сетях, как мы отметили выше, — совокупность файлов, папок и иных продуктов реализации машинного кода (например, массивов, стеков и т. д.). Современные цифровые коммуникации могут функционировать на базе самых разных стандартов. В числе самых распространенных — TCP-IP. Основной его принцип — в присвоении компьютеру уникального IP-адреса, который может использоваться в качестве главного ориентира при передаче данных.
Обмен файлами в современных цифровых сетях может осуществляться с помощью проводных технологий либо тех, в которых не предполагается задействование кабеля. Классификация соответствующих инфраструктур первого типа может осуществляться исходя из конкретной разновидности провода. В современных компьютерных сетях чаще всего используются:
Характеристики компьютерных сетей передачи данных
Полезно будет изучить некоторые ключевые характеристики компьютерных сетей, в которых осуществляется обмен файлами. В числе важнейших параметров соответствующей инфраструктуры — пропускная способность. Данная характеристика позволяет оценить то, какими могут быть максимальные показатели скорости и объема передаваемых данных в сети. Собственно, оба указанных параметра также относятся к ключевым. Скорость передачи данных — это фактический показатель, отражающий то, какой объем файлов может направляться с одного компьютера на другой за установленный промежуток времени. Рассматриваемый параметр чаще всего выражается в битах в секунду (на практике, как правило, в кило-, мега-, гигабитах, в мощных сетях — в терабитах).
Классификация каналов передачи компьютерных данных
Обмен данными при задействовании компьютерной инфраструктуры может осуществляться посредством трех основных типов каналов: дуплексного, симплексного, а также полудуплексного. Канал первого типа предполагает, что устройство передачи данных на ПК одновременно может быть также и приемником. Симплексные девайсы, в свою очередь, способны только принимать сигналы. Полудуплексные устройства обеспечивают задействование функции приема и передачи файлов по очереди.
Беспроводная передача данных в компьютерных сетях осуществляется чаще всего через стандарты:
— «малого радиуса» (Bluetooth, ИК-порты);
Скорость, с которой передаются файлы, может сильно разниться в зависимости от того или иного стандарта связи, равно как устойчивость соединения и защищенность его от помех. Одним из оптимальных решений для организации домашних внутрикорпоративных компьютерных сетей считается Wi-Fi. Если необходима передача данных на дальние расстояния — задействуются 3G, 4G, WiMax, либо иные конкурентные в отношении них технологии. Сохраняют востребованность Bluetooth, в меньшей степени — ИК-порты, поскольку их задействование практически не требует от пользователя тонкой настройки девайсов, посредством которых осуществляется обмен файлами.
Наибольшую популярность стандарты «малого радиуса» имеют в индустрии мобильных устройств. Так, передача данных на андроид с другой аналогичной ОС либо совместимой часто осуществляется как раз-таки с помощью Bluetooth. Однако мобильные устройства вполне успешно могут интегрироваться также и с компьютерными сетями, например с помощью Wi-Fi.
Программы для передачи данных
Компьютерная сеть передачи данных функционирует посредством задействования двух ресурсов — аппаратного обеспечения и необходимого ПО. И то и другое необходимо для организации полноценного обмена файлами между ПК. Программы для передачи данных могут задействоваться самые разные. Их можно условно классифицировать по такому критерию, как область применения.
Есть пользовательское ПО, адаптированное к использованию веб-ресурсов — к таким решениям относятся браузеры. Есть программы, задействуемые как инструмент голосового общения, дополненного возможностью организации видеочатов — например, Skype.
Есть ПО, относящееся к категории системного. Соответствующие решения могут практически не задействоваться пользователем, однако их функционирование может быть необходимо для обеспечения обмена файлами. Как правило, подобное ПО работает на уровне фоновых программ в структуре операционной системы. Данные виды ПО позволяют соединить ПК с сетевой инфраструктурой. На базе подобных подключений уже могут задействоваться пользовательские инструменты — браузеры, программы для организации видеочатов и т. д. Системные решения важны также и для обеспечения стабильности сетевых подключений между компьютерами.
Есть ПО, предназначенное для диагностики соединений. Так, если осуществить надежное подключение между ПК мешает та или иная ошибка передачи данных, то ее можно вычислить с помощью подходящей программы для диагностики. Задействование различных видов ПО — один из ключевых критериев разграничения цифровых и аналоговых технологий. При использовании инфраструктуры передачи данных традиционного типа программные решения имеют, как правило, несопоставимо меньший функционал, чем при выстраивании сетей на базе цифровых концепций.
Технологии передачи данных в сотовых сетях
Изучим теперь то, каким образом данные могут передаваться в других масштабных инфраструктурах — сотовых сетях. Рассматривая данный технологический сегмент, полезно будет как раз таки уделить внимание истории развития соответствующих решений. Дело в том, что стандарты, посредством которых осуществляется передача данных в сотовых сетях, развиваются очень динамично. Некоторые из рассмотренных нами выше решений, что задействуются в компьютерных сетях, сохраняют актуальность в течение многих десятилетий. Особенно явным образом это прослеживается на примере проводных технологий — коаксиальный кабель, витая пара, оптоволоконные провода были внедрены в практику компьютерных коммуникаций очень давно, но ресурс их задействования далек от исчерпания. В свою очередь, в мобильной индустрии едва ли не каждый год появляются новые концепции, которые с разной степенью интенсивности могут внедряться в практику.
Следующий шаг технологической эволюции на рынке сотовой связи был связан с внедрением стандарта GSM. Скорость передачи данных при его задействовании предполагалась гораздо более высокая, чем в случае использования NMT — порядка 9,6 Кбит/сек. Впоследствии стандарт GSM был дополнен технологией HSCSD, задействование которой позволило абонентам сотовой связи передавать данные со скоростью 57,6 Кбит/сек.
Позже появился стандарт GPRS, посредством которого стало возможно отделять типично «компьютерный» трафик, передаваемый в каналах сотовой связи, от голосового. Скорость передачи данных при задействовании GPRS могла достигать порядка 171,2 Кбит/сек. Следующим технологическим решением, внедренным мобильными операторами, стал стандарт EDGE. Он позволил обеспечивать передачу данных со скоростью 326 Кбит/сек.
Развитие интернета потребовало от разработчиков технологий сотовой связи внедрения решений, которые могли бы стать конкурентными проводным стандартам — прежде всего по скорости передачи данных, а также по устойчивости соединения. Значимым шагом вперед стало выведение на рынок стандарта UMTS. Данная технология позволила обеспечить обмен данными между абонентами сотового оператора на скорости до 2 Мбит/сек.
Позже появился стандарт HSDPA, при котором передача и прием файлов могли осуществляться на скорости до 14,4 Мбит/сек. Многие эксперты цифровой индустрии считают, что именно с момента внедрения технологии HSDPA сотовые операторы начали составлять прямую конкуренцию интернет-провайдерам, задействующим кабельные соединения.
В конце 2000 годов появился стандарт LTE и его конкурентные аналоги, посредством которых абоненты сотовых операторов получили возможность обмениваться файлами со скоростью в несколько сотен мегабит. Можно отметить, что подобные ресурсы даже для пользователей современных проводных каналов не всегда доступны. Большинство российских провайдеров передают своим абонентам в распоряжение канал передачи данных со скоростью, не превышающей 100 Мбит/сек, на практике — чаще всего в несколько раз меньшей.
Поколения сотовых технологий
Стандарт NMT, как правило, относится к поколению 1G. Технологии GPRS и EDGE часто классифицируются как 2G, HSDPA — как 3G, LTE — как 4G. Следует отметить, что у каждого из отмеченных решений есть конкурентные аналоги. Например, к таковым в отношении LTE некоторые специалисты относят WiMAX. Другие конкурентные в отношении LTE решения на рынке 4G-технологий — 1xEV-DO, IEEE 802.20. Есть точка зрения, по которой стандарт LTE все же не вполне корректно классифицировать как 4G, поскольку по максимальной скорости он немного не дотягивает до показателя, определенного в отношении концептуального 4G, который составляет 1 Гбит/сек. Таким образом, не исключено, что в скором времени на мировом рынке сотовой связи появится новый стандарт, возможно, еще более совершенный, чем 4G и способный обеспечивать передачу данных со столь впечатляющей скоростью. Пока же в числе тех решений, что внедряются наиболее динамично, — LTE. Ведущие российские операторы активно модернизируют соответствующую инфраструктуру по всей стране — обеспечение качественной передачи данных по стандарту 4G становится одним из ключевых конкурентных преимуществ на рынке сотовой связи.
Технологии трансляций телевидения
Цифровые концепции передачи данных могут быть задействованы также и в медиаиндустрии. Долгое время информационные технологии в организацию трансляций телевидения и радио внедрялись не слишком активно — главным образом, в силу ограниченной рентабельности соответствующих усовершенствований. Часто задействовались решения, сочетавшие в себе цифровые и аналоговые технологии. Так, в полной мере «компьютеризированной» могла быть инфраструктура телецентра. Однако для абонентов телевизионных сетей транслировались аналоговые передачи.
По мере распространения интернета и удешевления каналов компьютерной передачи данных игроки телевизионной и радиоиндустрии стали активно «оцифровывать» свою инфраструктуру, интегрировать ее с IT-решениями. В разных странах мира были утверждены стандарты телевизионного вещания в цифровом формате. Из них наиболее распространенными считаются DVB, адаптированный для европейского рынка, ATSC, используемый в США, ISDB, задействуемый в Японии.
Цифровые решения в радиоиндустрии
Информационные технологии также активно задействуются в радиоиндустрии. Можно отметить, что подобные решения характеризуются определенными преимуществами в сравнении с аналоговыми стандартами. Так, в цифровых радиотрансляциях может быть достигнуто существенно более высокое качество звука, чем при задействовании FM-каналов. Цифровая сеть передачи данных теоретически дает радиостанциям возможность отправки на радиоприемники абонентов не только голосового трафика, но также и любого другого медиаконтента — картинок, видео, текстов. Соответствующие решения могут быть внедрены в инфраструктуру организации цифровых телевизионных трансляций.
Спутниковые каналы передачи данных
Посредством «тарелок» можно организовывать объединение ПК в сети, подключать их к интернету, обеспечивать функционирование телевизионных и радиотрансляций, повышать уровень технологичности мобильных сервисов. Основное преимущество спутниковых каналов — всеохватность. Передача данных может быть осуществлена при их задействовании практически в любое место планеты — равно как и прием — с любой точки земного шара. Есть у спутниковых решений также некоторые технологические недостатки. Например, при передаче компьютерных файлов с помощью «тарелки» может возникать заметная задержка отклика, или «пинга» — временного промежутка между моментом отправки файла с одного ПК и получения его на другом.
Устройства передачи информации
Передача данных может происходить как между разными устройствами одного компьютера, так и между разными компьютерами, подключенными к одной сети (локальной или глобальной).
Просмотр содержимого документа
«Устройства передачи информации»
УСТРОЙСТВА ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ
Передача данных может происходить как между разными устройствами одного компьютера, так и между разными компьютерами, подключенными к одной сети (локальной или глобальной).
Название и назначение. ШИНА
Передача информации внутри компьютера (чаще говорят обмен информации) осуществляется с помощью шин.
Отличительным признаком шины от других систем соединения является наличие трех групп линий, по каждой из которых передается свой вид информации: шина данных, шина адреса, шина управления.
Шина, связывающая только два устройства, называется портом.
Виды и особенности
Шины в компьютере различаются по своему назначению:
системная шина (или шина ЦПУ);
шина кэш-памяти предназначена для обмена информацией между ЦПУ и кэш-памятью;
Системная шина имеет следующие компоненты:
шину данных, по которой происходит обмен данными между центральным процессором, картами расширения, установленными в слоты, и памятью;
адресную шину, по которой передаются адреса устройств, регистров ввода/вывода и ячеек оперативной памяти. Процесс обмена данными возможен лишь в том случае, когда известен отправитель и получатель этих данных. Каждое устройство компьютера, каждая ячейка памяти, в том числе, каждая ячейка оперативной памяти имеют свой уникальный адрес. Все вместе эти адреса образуют адресное пространство;
шину управления. Для успешной передачи данных не достаточно установить их на шине данных и задать адрес на шине адреса. Необходимо передать еще служебные сигналы, что делать с передаваемыми данными по указанным адресам. Такими сигналами являются: запись или чтение, готовность к приему или передаче данных, подтверждение приема данных, сообщение о сбое какого-либо устройства (аппаратное прерывание) и т.п. Все эти сигналы передаются по шине управления.
Разные фирмы выпускают технику с различным схемным решением тех или иных узлов компьютера, однако системная шина является, как правило, стандартом, то есть неизменна. Вы можете, например, вставлять в Ваш компьютер, выпущенный во Франции, контроллер, изготовленный в Сингапуре.
Рис. 1. Схематичное представление шины на материнской плате
Основные пользовательские характеристики
Основными характеристиками шины являются:
разрядность, то есть количество бит, параллельно “проходящих” через нее. Чем выше разрядность шины, тем больше данных может быть передано за определенный промежуток времени и выше производительность компьютера;
пропускная способность, то есть количество бит информации, передаваемых по шине за секунду.
Разрядность шины адреса, адресной шины и шины управления, как правило не совпадают.
Компьютеры с процессором 80286 имеют 16-разрядную шину данных,
Для определения пропускной способности шины необходимо умножить разрядность шины на тактовую частоту, которая, как и для процессора, определяется генератором тактовой частоты.
Для 16-разрядной шины при тактовой частоте 8,33 МГц пропускная способность равна:
16 бит 8,33 МГц = 133,28 Мбит/с = 133,28 Мбит/с : 8 бит = 16,66 Мбайт/с
Для 32-разрядной шины с тактовой частотой 66 МГц пропускная способность 266,6 Мб/с.
В англоязычных странах шина носит название bus. Это же слово означает еще и “автобус”. И в самом деле напрашивается прямое сравнение разрядности шины и автобуса: чем больше в автобусе посадочных мест, тем больше людей в нем можно перевезти.
Название и назначение. МОДЕМ
Модем принимает от компьютера данные в цифровом виде (программу, текстовый, звуковой или графический файл), разделяет их на управляющие команды и полезную информацию, преобразует в аналоговый сигнал и передает в канал связи.
На противоположном конце в приемном модеме происходит обратное преобразование, и в приемный компьютер информация попадает в цифровом виде.
Необходимость промежуточного включения модема между компьютером и телефонной линией объясняется тем, что цифровое и аналоговое представление информации не совпадают и подключить компьютер напрямую к телефонной линии нельзя.
Модемы бывают внутренние и внешние.
Внутренний модем по своей конструкции представляет съемную карту расширения, установленную на материнской плате, на которой размещены все компоненты, обеспечивающие обмен данными, и гнезда для подключения кабеля телефонной линии.
Внешний модем подключается к разъему на задней панели системного блока. Он занимает место на рабочем столе, однако дает возможность отслеживать процесс передачи данных благодаря встроенным в него индикаторам состояния.
Основные пользовательские характеристики
Основными характеристиками модемов являются:
скорость передачи данных;
поддерживаемые протоколы передачи данных.
Наиболее важными протоколами являются:
протокол аппаратной коррекции ошибок;
протокол аппаратного сжатия данных с контролем ошибок;
протоколы передачи файлов.
Программное обеспечение модема включает в себя:
программы по согласованию способов и скоростей передачи данных передающего и принимающего модемов;
протоколы передачи файлов, которые обеспечивают безошибочную передачу данных, управление потоком передаваемых данных, передачу служебной информации, защиту соединения (например, паролирование).
Итак, для безошибочной передачи данных применяются специальные методы. Они могут быть реализованы как с помощью специальной аппаратуры, так и с помощью программ.
При использовании протокола Xmodem данные передаются блоками определенной длины по 128 байт. Этот блок дополняется кодом начала блока, кодом номера блока, и одним байтом с контрольной суммой входящих в блок данных. Принимающий компьютер тоже вычисляет контрольную сумму и сравнивает ее с принятой. Если они не совпадают, то посылается сообщение об ошибке и блок передается еще раз. Переданные блоки упорядочиваются затем по номерам блоков и записываются во временный файл.
К дополнительному программному обеспечению модемов относятся программы работы с факсами и данными, программы подключения к Internet, программы работы с голосовыми возможностями и пр.
Передача информации внутри компьютера осуществляется с помощью шин.
Передача информации между компьютерами, не объединенными в локальную сеть, осуществляется с помощью модемов.
Системная шина имеет следующие компоненты:
Основными характеристиками шины являются:
разрядность, то есть количество бит, одновременно “проходящих” через нее;
пропускная способность, то есть количество бит информации, передаваемых по шине за секунду.
Основными характеристиками модемов являются:
скорость передачи данных;
поддерживаемые протоколы передачи данных.
Скорость модема оценивается числом информационных битов, передаваемых за одну секунду.
Наиболее важными протоколами являются:
протокол аппаратной коррекции ошибок;
протокол аппаратного сжатия данных с контролем ошибок;