Mësim i hapur në informatikë
Tema: “Transferimi i informacionit. Shkalla e transferimit të informacionit"
Qëllimet:
Edukative:
prezantoni konceptet e burimit, marrësit dhe kanalit të transmetimit të informacionit.
shpejtësia e transferimit të informacionit dhe kapaciteti i kanalit;
zgjidhjen e problemeve në shpejtësinë e transferimit të informacionit
Zhvillimi:
zhvillojnë kuriozitet,
zhvillimi i aftësive të punës në grup,
Edukimi:
edukimi i saktësisë, disiplinës, këmbënguljes.
1. Përsëritja e materialit të studiuar më parë
Koncepti i informacionit
Informacion - në rastin e përgjithshëm, një grup informacioni për çdo ngjarje, fenomen, objekt të marrë si rezultat i ndërveprimit me mjedisin e jashtëm. Forma e prezantimit të informacionit është një mesazh.
Llojet dhe vetitë e informacionit
Llojet kryesore të informacionit për sa i përket formës së paraqitjes, mënyrave të kodimit dhe ruajtjes së tij, që ka rëndësi më të madhe për shkencën kompjuterike, janë:
grafik;
tingull;
teksti;
numerike;
Njësitë për matjen e sasisë së informacionit
- 1 bajt = 8 bit,
- 1 kilobajt = 1024 bajt,
- 1 megabajt = 1024 KB,
- 1 gigabajt = 1024 MB,
- 1 terabajt = 1024 GB,
- 1 petabajt = 1024 TB.
2. Prezantimi i materialit të ri
Të gjitha llojet e informacionit janë të koduara në një sekuencë të impulseve elektrike: ka një impuls (1), nuk ka impuls (0), domethënë në një sekuencë zero dhe njësh. Ky kodim i informacionit në një kompjuter quhet kodim binar. Prandaj, nëse është e mundur të ruhen dhe përpunohen këto impulse duke përdorur pajisje kompjuterike, atëherë ato gjithashtu mund të transmetohen.
Për të transferuar informacion, ju duhet:
Burimi i informacionit- sistemi nga i cili transmetohet informacioni.
Kanali i transmetimit të informacionit- mënyra se si transmetohet informacioni.
Marrës informacioni- një sistem që ofron informacionin e nevojshëm.
Shndërrimi i informacionit në sinjale të përshtatshme për të kaluar përmes linjës së komunikimit kryhet nga transmetuesi.
Në procesin e konvertimit të informacionit në një sinjal, ai kodohet. Në një kuptim të gjerë, kodimi është shndërrimi i informacionit në një sinjal. Në një kuptim të ngushtë, kodimi është shndërrimi i informacionit në një kombinim të simboleve të caktuara. Në rastin tonë, në sekuencën 1 dhe 0.
Në anën marrëse kryhet operacioni i dekodimit të kundërt, d.m.th. rikuperimi nga sinjali i marrë i informacionit të transmetuar.
Pajisja e dekodimit (dekoderi) konverton sinjalin e marrë në një formë të përshtatshme për perceptim nga marrësi.
Një nga karakteristikat më të rëndësishme të transferimit të informacionit është shpejtësia e transferimit të informacionit dhe kapaciteti i kanalit.
Norma e transferimit- shpejtësia me të cilën informacioni transmetohet ose merret në formë binare. Në mënyrë tipike, shpejtësia e të dhënave matet me numrin e biteve të transmetuara për sekondë.
Njësia minimale e masës për shpejtësinë transferimi i informacionit - 1 bit në sekondë (1 bps)
Gjerësia e brezit të kanalit të komunikimit- shpejtësia maksimale e transferimit të të dhënave nga burimi te marrësi.
Të dyja vlerat maten në bit/sek, i cili shpesh ngatërrohet me Bytes/sek dhe u drejtohet ofruesve të shërbimeve të komunikimit (ofruesve) për shkak të përkeqësimit të shpejtësisë ose mospërputhjes në shpejtësinë e transferimit të informacionit.
Zgjidhja e problemeve
Zgjidhja e problemeve në shpejtësinë e transferimit të informacionit pothuajse plotësisht përkon me zgjidhjen e problemeve për shpejtësinë, kohën dhe distancën.
S - madhësia e informacionit të transmetuar
V - shkalla e transferimit të informacionit
T - koha e transferimit të informacionit
Prandaj, formulat: janë të vlefshme gjatë zgjidhjes së problemeve për shpejtësinë e transferimit të informacionit. Sidoqoftë, duhet të mbahet mend se të gjitha vlerat e matjes duhet të përputhen. (nëse shpejtësia është në KB/sek, atëherë koha është në sekonda, dhe madhësia është në Kilobytes)
Konsideroni një detyrë shembull:
Sa sekonda do t'i duhen një modemi që transmeton një mesazh me një shpejtësi prej 28800 bps për të transmetuar një imazh me ngjyra prej 640 * 480 piksele, me kusht që ngjyra e secilit piksel të jetë e koduar në 3 bajt.
Zgjidhja:
Le të përcaktojmë numrin e pikselëve në imazh:
640*480= 307200 piksele
Sepse çdo pixel është i koduar nga 3 bajt, ne përcaktojmë vëllimin e informacionit të imazhit:
307200 * 3 = 921600 bajt
Vini re se shpejtësia e transferimit të informacionit matet në bit / sek, dhe pesha e informacionit të figurës është në bajt. Le ta përkthejmë shpejtësinë në bajt / sek, për lehtësinë e llogaritjes:
28800: 8 = 3600 bajt/sek
Përcaktoni kohën e transmetimit të mesazhit nëse shpejtësia është 3600 bajt/sek:
921600: 3600 = 256 sek
Përgjigje: Do të nevojiten 256 sekonda
Detyrat:
Shpejtësia e transferimit të të dhënave përmes një lidhje ADSL është 64,000 bps. Një skedar 375 KB transmetohet përmes kësaj lidhjeje. Specifikoni kohën e transferimit të skedarëve në sekonda.
Sa sekonda i duhen një modemi që transmeton një mesazh me 28800 bps për të transmetuar 100 faqe teksti në 30 rreshta me nga 60 karaktere secila, me kusht që çdo karakter të kodohet në një bajt.
Shpejtësia e transferimit të të dhënave përmes një lidhjeje modem është 56 Kbps. Transferimi i një skedari teksti mbi këtë lidhje zgjati 12 sekonda. Përcaktoni sa karaktere përmban teksti i kaluar, nëse dihet se është i koduar UNICODE.
Modemi transmeton të dhëna me një shpejtësi prej 56 Kbps. Transferimi i skedarit të tekstit zgjati 4,5 minuta. Përcaktoni sa faqe përmban teksti i transmetuar nëse dihet se është në Unicode dhe ka 3072 karaktere në një faqe.
Shpejtësia mesatare e transferimit të të dhënave duke përdorur një modem është 36 Kbps. Sa sekonda i duhen një modemi për të transmetuar 4 faqe teksti KOI8, duke supozuar se çdo faqe ka mesatarisht 2304 karaktere?
Scout Belov duhet të transmetojë një mesazh: "Vendi i takimit nuk mund të ndryshohet. Eustace." gjetësi i drejtimit përcakton vendndodhjen e transmetimit nëse zgjat të paktën 2 minuta. Me çfarë shpejtësie (bps) duhet të transmetojë një mesazh radiofonik oficeri i inteligjencës?
Detyrat:
Dihet se kohëzgjatja e një lidhjeje të vazhdueshme me internetin duke përdorur një modem për disa PBX nuk i kalon 10 minutat. Përcaktoni madhësinë maksimale të skedarit (KB) që mund të transferohet gjatë një lidhjeje të tillë nëse modemi transmeton informacion me një shpejtësi mesatare prej 32 Kbps.
Përcaktoni kohën e lidhjes në sekonda:
10 min * 60 = 600 sek.
Përcaktoni madhësinë e skedarit të transmetuar nga modemi në 600 sekonda:
600 sek * 32 Kbps = 19200 Kbps
Ne përkthejmë në Kbytes, siç kërkohet nga gjendja e problemit:
19200 kb/8 = 2400 kb.
Përgjigje: 2400 KB
7. Shpejtësia e transferimit të të dhënave përmes lidhjes ADSL është 64000 bps. Një skedar 375 KB transmetohet përmes kësaj lidhjeje. Specifikoni kohën e transferimit të skedarëve në sekonda.
Konvertoni madhësinë e skedarit në bit:
375 KB * 8 * 1024 = 3072000 bit
Përcaktoni kohën e transferimit të skedarit në sekonda:
3072000 bps / 64000 bps = 48 sek.
Përgjigje: 48 sek
8. Sa sekonda do t'i duhen një modemi që transmeton një mesazh me shpejtësi 28800 bps për të transmetuar 100 faqe teksti në 30 rreshta me nga 60 karaktere secila, me kusht që çdo karakter të jetë i koduar në një bajt.
Përcaktoni numrin e karaktereve në një faqe teksti:
30 rreshta * 60 karaktere = 1800 karaktere.
Ne përcaktojmë vëllimin e informacionit të të gjithë tekstit, me kusht që një karakter = 1 bajt.
1800 karaktere * 100 rreshta = 180000 byte = 1440000 bit
Përcaktoni kohën e transmetimit të mesazhit:
1440000 bps / 28800 bps = 50 sek.
Përgjigje: 50 sek
9. Shpejtësia e transferimit të të dhënave nëpërmjet lidhjes së modemit është 56 Kbps. Transferimi i një skedari teksti mbi këtë lidhje zgjati 12 sekonda. Përcaktoni sa karaktere përmban teksti i kaluar, nëse dihet se është i koduar UNICODE.
Ne përcaktojmë vëllimin e informacionit të tekstit të transferuar:
56 kbps * 12 sek = 672 kbps
Konvertimi në bajt:
672 kb * 1024/8 = 86016 bajt
Meqenëse kur përdorni kodimin Unicode, një karakter kodohet në 2 bajt, gjejmë numrin e karaktereve:
86016 byte/2 = 43008 karaktere
Përgjigje: 43008 karaktere
10. Modemi transmeton të dhëna me një shpejtësi prej 56 Kbps. Transferimi i skedarit të tekstit zgjati 4,5 minuta. Përcaktoni sa faqe përmban teksti i transmetuar nëse dihet se është në Unicode dhe ka 3072 karaktere në një faqe.
Shndërroni minutat në sekonda:
4,5 min = 4*60+30=270 sek.
Përcaktoni madhësinë e skedarit të transferuar:
270 sek * 56 Kbps = 15120 Kbps = 1935360 bajt
Një faqe teksti përmban 3072 karaktere * 2 byte = 6144 bajt informacion.
Përcaktoni numrin e faqeve në tekst:
1935360 byte / 6144 bytes = 315 faqe
Përgjigje: 315 faqe
11. Shpejtësia mesatare e transferimit të të dhënave duke përdorur një modem është
36 Kbps Sa sekonda i duhen një modemi për të transmetuar 4 faqe teksti KOI8, duke supozuar se çdo faqe ka mesatarisht 2304 karaktere?
Në kodimin KOI-8, çdo karakter është i koduar me një bajt.
Përcaktoni madhësinë e mesazhit:
4 rreshta * 2304 karaktere = 9216 karaktere = 9216 byte = 9216 * 8/1024 = 72 Kbit.
Përcaktoni kohën e transferimit:
72 kbps/36 kbps = 2 sek
Përgjigje: 2 sekonda
12. Scout Belov duhet të dërgojë një mesazh: “Vendi i takimit nuk mund të ndryshohet. Eustace." gjetësi i drejtimit përcakton vendndodhjen e transmetimit nëse zgjat të paktën 2 minuta. Me çfarë shpejtësie (bps) duhet të transmetojë një mesazh radiofonik oficeri i inteligjencës?
Ne përcaktojmë përmbajtjen informative të mesazhit: “Vendi i takimit nuk mund të ndryshohet. Eustace." - përmban 37 karaktere, domethënë është e barabartë me 37 byte = 296 bit.
Koha e transmetimit duhet të jetë më pak se 2 minuta ose 120 sekonda.
Në këtë rast, shpejtësia e transmetimit duhet të jetë më e madhe se 296 bit / 120 sek = 2,5 bit / sek. Mblidheni dhe merrni
3 bps
Përgjigje: 3 bps
Sasia e informacionit të transmetuar në kanal për njësi të kohës quhet shkalla e transferimit të informacionit.
Shpejtësia e transmetimit të informacionit përmes kanaleve të komunikimit vlerësohet nga numri i pjesëve të informacionit të transmetuar te marrësi i tij brenda një sekonde ( bps).
Vini re se në fazat e hershme të zhvillimit të telekomunikacionit, çdo ndryshim në parametrin e informacionit të sinjalit bartës i dha marrësit një bit informacion dhe shkalla e transmetimit u vlerësua në bauds(për shembull, është përdorur për të vlerësuar shkallën e transmetimit të të dhënave telegrafike, në të cilat çdo sinjal "elementar" mbante një bit informacion). Sot, shkalla e transfertave vlerësohet në bps, pasi çdo ndryshim në parametrin e informacionit të sinjalit të mjeteve moderne të transmetimit të të dhënave mund të bartë informacion në disa bit.
Nëse nga burimi AT transmetohet përmes një kanali komunikimi s karaktere për njësi të kohës, dhe sasia mesatare e informacionit për karakter është H(B), atëherë shkalla e transferimit të informacionit: С = s H(B).
Në rastin e sinjaleve dixhitale (nën kushtet e ekuiprobabilitetit dhe pavarësisë së tyre), entropia maksimale për burimin AT me numrin e karaktereve alfabetike m përcaktohet me formulën H(B) max = log 2 m .
Shpejtësia maksimale e mundshme e transferimit të informacionit quhet xhiros kanal komunikimi. Ajo përcaktohet nga vlera
G= C max = s log 2 m .
Formulat e ndryshueshme të xhiros varen nga një sërë karakteristikash fizike të linjës së komunikimit, fuqia e burimit të mesazhit dhe zhurma në kanalin e komunikimit.
Gjerësia e brezit përcaktohet jo vetëm nga karakteristikat fizike të mediumit përçues (kabllo simetrike, koaksiale ose me fibra optike, çifti i përdredhur, etj.), por edhe nga spektri i sinjaleve të transmetuara. Karakteristikat fizike më të rëndësishme të linjave të komunikimit përfshijnë zbutjen dhe gjerësinë e brezit.
Parametrat e linjave të komunikimit zakonisht vlerësohen në lidhje me sinjalet e një forme sinusoidale. Nëse aplikojmë një sinjal sinusoidal të një frekuence dhe amplitude fikse në njërin skaj të linjës së komunikimit (që nuk ka amplifikues), atëherë në skajin tjetër do të marrim një sinjal të dobësuar, d.m.th. duke pasur një amplitudë më të vogël.
zbutje karakterizon një ulje të amplitudës ose fuqisë së një sinjali kur një sinjal i një frekuence ose diapazoni të caktuar frekuence kalon nëpër linjën e komunikimit. Për kabllot me tela, matet në decibel për metër dhe llogaritet me formulën:
A \u003d 10 lg 10 P jashtë / P in,
ku P out dhe P in janë fuqia e sinjalit në hyrje dhe dalje të linjës në 1 m, përkatësisht.
Zbutja varet nga frekuenca e sinjalit. Në fig. 1.13 tregon një formë tipike të karakteristikës amplitudë-frekuencë, e cila karakterizon dobësimin e sinjaleve të frekuencave të ndryshme. Sa më i ulët të jetë moduli i dobësimit, aq më i lartë është cilësia e linjës së komunikimit (logaritmi i një numri më të vogël se 1 është gjithmonë një numër negativ).
Dobësimi është parametri më i rëndësishëm për linjat e komunikimit në rrjetet kompjuterike, dhe standardet vendosin vlera standarde të dobësimit për lloje të ndryshme kabllosh të përdorura në vendosjen e rrjeteve kompjuterike. Kështu, kablloja me çifte të përdredhura të kategorisë 5 për instalime elektrike të brendshme duhet të ketë një zbutje prej të paktën -23,6 dB, dhe Kategoria 6 - të paktën 20,6 në një frekuencë prej 100 MHz me një gjatësi të linjës prej 100 m. Vlerat tipike të dobësimit për kabllot bazuar në fibra optike: 0,15 deri në 3 dB në 1000 m.
Gjerësia e brezit– një gamë e vazhdueshme frekuencash, për secilën prej të cilave raporti i amplitudës së sinjalit të daljes me amplituda e sinjalit hyrës nuk është më i vogël se një vlerë e caktuar. Shpesh ky raport merret i barabartë me 0.5 (shih Fig. 1.13). Ajo matet në herc (Hz). Diferenca midis vlerave të frekuencave ekstreme të diapazonit quhet gjerësia e brezit.
Në fakt, gjerësia e brezit- ky është intervali i frekuencës që përdoret nga ky kanal komunikimi për sinjalizimin. Për llogaritjet e ndryshme, është e rëndësishme të dini vlerën maksimale të frekuencës nga një brez i caktuar (n m), pasi është ky brez që përcakton shpejtësinë e mundshme të transferimit të informacionit mbi kanal.
Transmetuesit e sinjalit që dërgojnë sinjale në linjën e komunikimit (për shembull, një përshtatës ose një modem) karakterizohen nga pushtetin. Niveli i fuqisë së sinjalit përcaktohet në decibel për 1 mW sipas formulës (një njësi e tillë e fuqisë shënohet me dBm):
p=10 lgP (dBm), ku P është fuqia në mW.
Një karakteristikë e rëndësishme e linjave të komunikimit me tela (për shembull, për kabllo koaksiale) është rezistencë ndaj valës. Kjo është rezistenca totale (komplekse) që takohet një valë elektromagnetike e një frekuence të caktuar që përhapet përgjatë kabllit. Matur në ohmë. Për të zvogëluar zbutjen, është e nevojshme që rezistenca e daljes së transmetuesit të jetë afërsisht e barabartë me rezistencën e plotë të linjës së komunikimit.
Fig.1.13. Përgjigja amplitudë-frekuencë e kanalit të komunikimit
Dihet se një sinjal i çdo forme mund të merret duke përmbledhur disa sinjale sinusoidale me frekuenca dhe amplituda të ndryshme. Bashkësia e frekuencave që duhet të mblidhen për të marrë një sinjal të caktuar quhet spektri i sinjalit. Nëse disa frekuenca nga spektri janë dobësuar fort, atëherë kjo reflektohet në formën e valës. Natyrisht, cilësia e transmetimit të sinjalit varet ndjeshëm nga gjerësia e brezit. Pra, sipas standardeve për transmetim me cilësi të lartë të bisedave telefonike, linja e komunikimit duhet të ketë një gjerësi brezi prej të paktën 3400 Hz.
Ekziston një lidhje midis gjerësisë së brezit dhe gjerësisë së brezit maksimal që vendosi K. Shannon:
G \u003d F log 2 (1 + P c / P w) bps, ku
G është gjerësia maksimale e brezit, F është gjerësia e brezit në Hz, P c është fuqia e sinjalit, P w është fuqia e zhurmës.
Përcaktimi i fuqisë së sinjalit dhe zhurmës është një detyrë mjaft e vështirë. Sidoqoftë, ekziston një formulë tjetër e marrë nga Nyquist për rastin e sinjaleve diskrete, e cila mund të zbatohet kur dihet numri i gjendjeve të parametrit të informacionit:
G =2 F log 2 M (bps),
ku F është gjerësia e brezit në Hz, M është numri i gjendjeve të mundshme të parametrit të informacionit. Nga kjo formulë del se kur M=2 (d.m.th., kur çdo ndryshim në parametrin e sinjalit mbart një bit informacion), xhiroja është e barabartë me dyfishin e gjerësisë së brezit.
Kur ndërhyrja (zhurma) prek simbolet e transmetuara, disa prej tyre mund të shtrembërohen. Pastaj, duke marrë parasysh formulat e dhëna më parë për entropinë, sasia e informacionit të marrë dhe, në përputhje me rrethanat, xhiroja e kanalit të komunikimit do të ulet.
Për rastin e transmetimit të simboleve dixhitale ekuiprobabile dhe të njëjtat probabilitete zëvendësimi kur transmetohen vlerat 1(0) në false 0(1), xhiroja maksimale është C max = s×=s×, ku P osh është gabimi. probabiliteti.
Një grafik që ilustron formën e varësisë së marrëdhënies C max / s (dmth sasia e informacionit të transmetuar për simbol) në P osh është paraqitur në Fig. 1.14.
Fig.1.14. Varësia e xhiros nga gabimet në kanalin e komunikimit
Të gjitha llojet e informacionit janë të koduara në një sekuencë të impulseve elektrike: ka një impuls (1), nuk ka impuls (0), domethënë në një sekuencë zero dhe njësh. Një kodim i tillë i informacionit në një kompjuter quhet kodim binar, dhe sekuencat logjike të zeros dhe njëshit quhen gjuhë makine.
Këto shifra mund të konsiderohen si dy gjendje (ngjarje) ekuiprobabile. Kur shkruani një shifër binare, zgjedhja e njërës nga dy gjendjet e mundshme (njëra nga dy shifrat) zbatohet dhe, për rrjedhojë, ajo mbart një sasi informacioni të barabartë me 1 bit.
Edhe njësia matëse e sasisë së informacionit bit (bit) e ka marrë emrin nga fraza angleze Binary digit, domethënë një shifër binare.
Është e rëndësishme që çdo shifër e kodit binar të makinës të mbartë informacion në 1 bit. Kështu, dy shifra bartin informacion 2 bit, tre shifra - 3 bit, etj. Sasia e informacionit në bit është e barabartë me numrin e shifrave në kodin binar të makinës.
Transferimi i informacionit në sistemin e informacionit.
Sistemi përbëhet nga një dërgues informacioni, një linjë komunikimi dhe një marrës informacioni. Mesazhi duhet fillimisht të konvertohet në sinjal në mënyrë që të dërgohet në adresën e duhur. Një sinjal kuptohet si një sasi fizike në ndryshim që shfaq një mesazh. Sinjali- një bartës material i mesazhit, domethënë një sasi fizike në ndryshim që siguron transmetimin e informacionit në linjën e komunikimit. Mjeti fizik përmes të cilit sinjalet transmetohen nga një transmetues në një marrës quhet linjë komunikimi.
Në teknologjinë moderne, sinjalet elektrike, elektromagnetike, të lehta, mekanike, zanore dhe ultrasonike kanë gjetur zbatim. Për të transmetuar mesazhe, është e nevojshme të pranoni transportuesin që mund të shpërndahet në mënyrë efikase në linjën e komunikimit të përdorur në sistem.
Shndërrimi i mesazheve në sinjale të përshtatshme për të kaluar përmes linjës së komunikimit kryhet nga transmetuesi.
Në procesin e konvertimit të mesazheve diskrete në një sinjal, mesazhi kodohet. Në një kuptim të gjerë, kodimi është shndërrimi i mesazheve në një sinjal. Në një kuptim të ngushtë, kodimi është shfaqja e mesazheve diskrete me anë të sinjaleve në formën e kombinimeve të caktuara të karaktereve. Pajisja që kryen kodimin quhet kodues.
Sinjalet i nënshtrohen ndërhyrjeve gjatë transmetimit. Ndërhyrja i referohet çdo shqetësimi ose ndikimi të jashtëm ndërhyrës (ndërhyrje atmosferike, ndikimi i burimeve të sinjalit të jashtëm), si dhe shtrembërimet e sinjalit në vetë pajisje (ndërhyrje harduerike) që shkaktojnë një devijim të rastësishëm të mesazhit të marrë (sinjalit) nga ai i transmetuar. .
Në anën marrëse kryhet operacioni i dekodimit të kundërt, d.m.th. rikuperimi në sinjalin e marrë të mesazhit të transmetuar.
Pajisja e vendimit, e vendosur pas marrësit, përpunon sinjalin e marrë në mënyrë që të nxjerrë informacionin më të plotë prej tij.
Pajisja e dekodimit (dekoderi) konverton sinjalin e marrë në një formë të përshtatshme për perceptim nga marrësi.
Grupi i mjeteve të destinuara për transmetimin e sinjalit quhet kanal komunikimi. E njëjta lidhje komunikimi mund të përdoret për të transmetuar sinjale midis shumë burimeve dhe marrësve, domethënë, lidhja e komunikimit mund të shërbejë disa kanale.
Gjatë sintetizimit të sistemeve të transmetimit të informacionit, duhet të zgjidhen dy probleme kryesore që lidhen me transmetimin e mesazheve:
Sigurimi i imunitetit ndaj zhurmës së transmetimit të mesazhit
Sigurimi i mesazheve me efikasitet të lartë
Imuniteti ndaj zhurmës i referohet aftësisë së informacionit për të përballuar efektet e dëmshme të ndërhyrjeve. Në këto kushte, d.m.th. për një ndërhyrje të caktuar, imuniteti ndaj zhurmës përcakton korrektësinë e transmetimit të informacionit. Besnikëria kuptohet si një masë e korrespondencës së mesazhit (sinjalit) të marrë me mesazhin (sinjalin) e transmetuar.
Efikasiteti i sistemit të transmetimit të informacionit kuptohet si aftësia e sistemit për të siguruar transmetimin e një sasie të caktuar informacioni në mënyrën më ekonomike. Efikasiteti karakterizon aftësinë e sistemit për të siguruar transmetimin e një sasie të caktuar informacioni me sasinë më të vogël të fuqisë së sinjalit, kohës dhe gjerësisë së brezit.
Teoria e informacionit përcakton kriteret për vlerësimin e imunitetit të zhurmës dhe efikasitetit të sistemeve të informacionit, dhe gjithashtu tregon mënyra të përgjithshme për të përmirësuar imunitetin dhe efikasitetin ndaj zhurmës.
Shpejtësia e të dhënave është shpejtësia me të cilën informacioni transmetohet ose merret në formë binare. Në mënyrë tipike, shpejtësia e të dhënave matet me numrin e biteve të transmetuara për sekondë.
Bit për sekondë - një njësi e shpejtësisë së transferimit të informacionit, e barabartë me numrin e biteve të kapërcyer nga një kanal komunikimi në 1 sekondë, duke marrë parasysh informacionin e dobishëm dhe të shërbimit.
Gjerësia e brezit të kanalit të komunikimit është shpejtësia maksimale e transferimit të të dhënave nga burimi te marrësi.
Simbolet për sekondë - një njësi matëse e shpejtësisë së transmetimit të (vetëm) informacionit të dobishëm.
Kalimi në njësi më të mëdha matëse
Nuk ka kufizime në kapacitetin maksimal të alfabetit, por ekziston një alfabet që mund të konsiderohet i mjaftueshëm (në fazën aktuale) për të punuar me informacionin, si për një person ashtu edhe për pajisjet teknike. Ai përfshin: alfabetin latin, alfabetin e gjuhës së vendit, numrat, karakteret speciale - rreth 200 karaktere në total. Nga tabela e mësipërme, mund të konkludojmë se 7 bit informacion nuk mjaftojnë, kërkohen 8 bit për të koduar çdo karakter të një alfabeti të tillë, 256 = 28. 8 bit formojnë 1 bajt. Kjo do të thotë, 1 bajt përdoret për të koduar një karakter alfabeti kompjuterik. Zgjerimi i njësive të informacionit është i ngjashëm me atë të përdorur në fizikë - ata përdorin parashtesat "kilo", "mega", "giga". Duhet mbajtur mend se baza nuk është 10, por 2.
1 KB (kilobajt) = 210 byte = 1024 bajte,
1 MB (megabajt) = 210 KB = 220 bajt, etj.
Aftësia për të vlerësuar sasinë e informacionit në një mesazh do të ndihmojë në përcaktimin e shpejtësisë së rrjedhës së informacionit përmes kanaleve të komunikimit. Shkalla maksimale e transferimit të informacionit në një kanal komunikimi quhet gjerësia e brezit të kanalit të komunikimit. Mjetet më të avancuara të komunikimit sot janë udhëzuesit optikë të dritës. Informacioni transmetohet në formën e pulseve të dritës të dërguara nga një emetues lazer. Këto pajisje komunikimi kanë imunitet të lartë ndaj zhurmës dhe një xhiro prej më shumë se 100 Mbps.
Me avancimin e teknologjisë janë zgjeruar edhe mundësitë e internetit. Megjithatë, në mënyrë që përdoruesi të përfitojë plotësisht prej tyre, kërkohet një lidhje e qëndrueshme dhe me shpejtësi të lartë. Para së gjithash, kjo varet nga gjerësia e brezit të kanaleve të komunikimit. Prandaj, është e nevojshme të zbulohet se si të matet shpejtësia e transferimit të të dhënave dhe cilët faktorë ndikojnë në të.
Sa është gjerësia e brezit të kanaleve të komunikimit?
Në mënyrë që të njiheni dhe të kuptoni termin e ri, duhet të dini se çfarë është një kanal komunikimi. Me fjalë të thjeshta, kanalet e komunikimit janë pajisje dhe mjete përmes të cilave kryhet transmetimi në distancë. Për shembull, komunikimi ndërmjet kompjuterëve kryhet falë rrjeteve me fibra optike dhe kabllore. Për më tepër, një metodë komunikimi përmes një kanali radioje është e zakonshme (një kompjuter i lidhur me një modem ose një rrjet Wi-Fi).
Gjerësia e brezit është shpejtësia maksimale e transferimit të informacionit në një njësi të caktuar kohe.
Në mënyrë tipike, njësitë e mëposhtme përdoren për të treguar xhiron:
Matja e gjerësisë së brezit
Matja e gjerësisë së brezit është një operacion mjaft i rëndësishëm. Ajo kryhet për të zbuluar shpejtësinë e saktë të lidhjes në internet. Matja mund të kryhet duke përdorur hapat e mëposhtëm:
- Më e thjeshta është të shkarkoni një skedar të madh dhe ta dërgoni në skajin tjetër. Disavantazhi është se nuk është e mundur të përcaktohet saktësia e matjes.
- Përveç kësaj, ju mund të përdorni burimin speedtest.net. Shërbimi ju lejon të matni gjerësinë e kanalit të Internetit "që çon" në server. Sidoqoftë, kjo metodë nuk është gjithashtu e përshtatshme për një matje holistik, shërbimi ofron të dhëna në të gjithë linjën në server, dhe jo në një kanal specifik komunikimi. Për më tepër, objekti që matet nuk ka akses në internetin global.
- Zgjidhja optimale për matje do të jetë shërbimi klient-server Iperf. Kjo ju lejon të matni kohën, sasinë e të dhënave të transferuara. Pas përfundimit të operacionit, programi i siguron përdoruesit një raport.
Falë metodave të mësipërme, ju lehtë mund të matni shpejtësinë reale të lidhjes në internet. Nëse leximet nuk plotësojnë nevojat aktuale, atëherë mund t'ju duhet të konsideroni ndryshimin e ofruesve.
Llogaritja e gjerësisë së brezit
Për të gjetur dhe llogaritur xhiron e një linje komunikimi, është e nevojshme të përdoret teorema Shannon-Hartley. Ai thotë: ju mund të gjeni gjerësinë e brezit të një kanali komunikimi (linje) duke llogaritur marrëdhënien e ndërsjellë midis gjerësisë së brezit potencial, si dhe gjerësinë e brezit të linjës së komunikimit. Formula për llogaritjen e xhiros është si më poshtë:
I=Glog 2 (1+A s /A n).
Në këtë formulë, çdo element ka kuptimin e vet:
- Unë- qëndron për cilësimin e xhiros maksimale.
- G- parametri i gjerësisë së brezit të destinuar për transmetimin e sinjalit.
- Një s/ Një n- raporti i zhurmës dhe sinjalit.
Teorema Shannon-Hartley sugjeron që për të reduktuar zhurmën e jashtme ose për të rritur fuqinë e sinjalit, është më mirë të përdorni një kabllo të gjerë të dhënash.
Metodat e transmetimit të sinjalit
Deri më sot, ekzistojnë tre mënyra kryesore për të transmetuar një sinjal midis kompjuterëve:
- Transmetimi i radios.
- Transmetimi i të dhënave me kabllo.
- Transmetimi i të dhënave përmes lidhjeve me fibra optike.
Secila prej këtyre metodave ka karakteristika individuale të kanaleve të komunikimit, të cilat do të diskutohen më poshtë.
Përparësitë e transmetimit të informacionit përmes kanaleve radio përfshijnë: shkathtësinë e përdorimit, lehtësinë e instalimit dhe konfigurimin e pajisjeve të tilla. Si rregull, një transmetues radio përdoret për të marrë dhe metodë. Mund të jetë një modem për një kompjuter ose një përshtatës Wi-Fi.
Disavantazhet e kësaj metode transmetimi përfshijnë shpejtësinë e paqëndrueshme dhe relativisht të ulët, varësinë më të madhe nga prania e kullave të radios, si dhe koston e lartë të përdorimit (Interneti celular është pothuajse dy herë më i shtrenjtë se "i palëvizshëm").
Përparësitë e transmetimit të të dhënave ndaj një kabllo janë: besueshmëria, lehtësia e funksionimit dhe mirëmbajtjes. Informacioni transmetohet me anë të një rryme elektrike. Duke folur relativisht, rryma nën një tension të caktuar lëviz nga pika A në pikën B. A më vonë shndërrohet në informacion. Telat përballojnë në mënyrë të përkryer ndryshimet e temperaturës, lakimin dhe stresin mekanik. Disavantazhet përfshijnë shpejtësinë e paqëndrueshme, si dhe përkeqësimin e lidhjes për shkak të shiut ose stuhive.
Ndoshta teknologjia më e avancuar e transmetimit të të dhënave për momentin është përdorimi i kabllove me fibra optike. Miliona tuba të vegjël qelqi përdoren në projektimin e kanaleve të komunikimit të një rrjeti kanalesh komunikimi. Dhe sinjali i transmetuar përmes tyre është një puls drite. Duke qenë se shpejtësia e dritës është disa herë më e madhe se shpejtësia e rrymës, kjo teknologji ka bërë të mundur përshpejtimin e lidhjes me internetin me disa qindra herë.
Disavantazhet përfshijnë brishtësinë e kabllove me fibra optike. Së pari, ata nuk mund t'i rezistojnë dëmtimeve mekanike: tubat e thyer nuk mund të transmetojnë një sinjal drite përmes tyre dhe ndryshimet e papritura të temperaturës çojnë në plasaritjen e tyre. Epo, sfondi i rritur i rrezatimit i bën tubat me re - për shkak të kësaj, sinjali mund të përkeqësohet. Përveç kësaj, kablloja me fibër optike është e vështirë për t'u riparuar nëse prishet, kështu që duhet ta ndryshoni plotësisht.
Sa më sipër sugjeron që me kalimin e kohës, kanalet e komunikimit dhe rrjetet e kanaleve të komunikimit janë përmirësuar, gjë që çon në një rritje të shkallës së transferimit të të dhënave.
Rrjedha mesatare e linjave të komunikimit
Nga sa më sipër, mund të konkludojmë se kanalet e komunikimit janë të ndryshme në vetitë e tyre, të cilat ndikojnë në shpejtësinë e transferimit të informacionit. Siç u përmend më herët, kanalet e komunikimit mund të jenë me tela, me valë dhe të bazuara në përdorimin e kabllove me fibra optike. Lloji i fundit i krijimit të rrjeteve të transmetimit të të dhënave është më efektivi. Dhe gjerësia mesatare e brezit të kanalit të komunikimit është 100 Mbps.
Çfarë është një rrahje? Si matet shpejtësia e bitit?
Shpejtësia e bitit është një masë e shpejtësisë së një lidhjeje. Llogaritur në bit, njësitë më të vogla të ruajtjes së informacionit, për 1 sekondë. Ishte e natyrshme në kanalet e komunikimit në epokën e "zhvillimit të hershëm" të internetit: në atë kohë, skedarët e tekstit transmetoheshin kryesisht në rrjetin global.
Tani njësia bazë e matjes është 1 bajt. Ai, nga ana tjetër, është i barabartë me 8 bit. Përdoruesit fillestarë shumë shpesh bëjnë një gabim të madh: ata ngatërrojnë kilobit dhe kilobajt. Kjo shkakton hutim kur një kanal me një gjerësi brezi prej 512 kbps nuk i përmbush pritshmëritë dhe jep një shpejtësi prej vetëm 64 KB/s. Për të mos u ngatërruar, duhet të mbani mend se nëse bitet përdoren për të treguar shpejtësinë, atëherë hyrja do të bëhet pa shkurtesa: bit / s, kbit / s, kbit / s ose kbps.
Faktorët që ndikojnë në shpejtësinë e internetit
Siç e dini, shpejtësia përfundimtare e internetit varet edhe nga gjerësia e brezit të kanalit të komunikimit. Gjithashtu, shpejtësia e transferimit të informacionit ndikohet nga:
- Metodat e lidhjes.
Radio valët, kabllot dhe kabllot me fibra optike. Karakteristikat, avantazhet dhe disavantazhet e këtyre metodave të lidhjes janë diskutuar më lart.
- Ngarkesa e serverit.
Sa më i zënë të jetë serveri, aq më i ngadalshëm pranon ose transmeton skedarë dhe sinjale.
- Ndërhyrje e jashtme.
Ndërhyrja më e fortë ndikon në lidhjen e krijuar duke përdorur valët e radios. Kjo shkaktohet nga telefonat celularë, radiot dhe marrësit dhe transmetuesit e tjerë të radios.
- Statusi i pajisjeve të rrjetit.
Sigurisht, mënyrat e lidhjes, gjendja e serverëve dhe prania e interferencave luajnë një rol të rëndësishëm në ofrimin e internetit me shpejtësi të lartë. Sidoqoftë, edhe nëse treguesit e mësipërm janë normalë, dhe Interneti ka një shpejtësi të ulët, atëherë çështja fshihet në pajisjet e rrjetit të kompjuterit. Kartat moderne të rrjetit janë të afta të mbështesin një lidhje interneti me shpejtësi deri në 100 Mbps. Më parë, kartat mund të siguronin një shpejtësi maksimale prej 30 dhe 50 Mbps, respektivisht.
Si të rritet shpejtësia e internetit?
Siç u përmend më herët, gjerësia e brezit të kanalit të komunikimit varet nga shumë faktorë: mënyra e lidhjes, performanca e serverit, prania e zhurmës dhe ndërhyrjes, si dhe gjendja e pajisjeve të rrjetit. Për të rritur shpejtësinë e lidhjes në një mjedis shtëpiak, mund të zëvendësoni pajisjet e rrjetit me ato më të avancuara, si dhe të kaloni në një metodë tjetër lidhjeje (nga valët e radios në kabllo ose fibra optike).
Së fundi
Si përmbledhje, vlen të thuhet se gjerësia e brezit të kanalit të komunikimit dhe shpejtësia e internetit nuk janë e njëjta gjë. Për të llogaritur vlerën e parë, duhet të përdorni ligjin Shannon-Hartley. Sipas tij, zhurma mund të zvogëlohet, si dhe fuqia e sinjalit mund të rritet duke zëvendësuar kanalin e transmetimit me një më të gjerë.
Rritja e shpejtësisë së lidhjes në internet është gjithashtu e mundur. Por ajo kryhet duke ndryshuar ofruesin, duke ndryshuar metodën e lidhjes, duke përmirësuar pajisjet e rrjetit, si dhe pajisjet rrethuese për transmetimin dhe marrjen e informacionit nga burimet që shkaktojnë ndërhyrje.
Ne jetojmë në një epokë të teknologjive dixhitale me zhvillim të shpejtë. Tashmë është e vështirë të imagjinohet realiteti modern pa kompjuterë personalë, laptopë, tablet, telefona inteligjentë dhe pajisje të tjera elektronike që nuk funksionojnë të izoluar nga njëri-tjetri, por janë të bashkuar në një rrjet lokal dhe të lidhur me rrjetin global.
Një karakteristikë e rëndësishme e të gjitha këtyre pajisjeve është gjerësia e brezit të përshtatësit të rrjetit, i cili përcakton shpejtësinë e transferimit të të dhënave në një rrjet lokal ose global. Për më tepër, karakteristikat e shpejtësisë së kanalit të transmetimit të informacionit janë të rëndësishme. Në pajisjet elektronike të gjeneratës së re, është e mundur jo vetëm të lexoni informacionin e tekstit pa dështime dhe ngrirje, por edhe të luani me lehtësi skedarët multimedial (foto dhe foto me rezolucion të lartë, muzikë, video, lojëra në internet).
Si matet shpejtësia e transferimit të të dhënave?
Për të përcaktuar këtë parametër, duhet të dini kohën për të cilën janë transmetuar të dhënat dhe sasinë e informacionit të transmetuar. Me kalimin e kohës, gjithçka është e qartë, por sa është sasia e informacionit dhe si mund të matet?
Në të gjitha pajisjet elektronike, të cilat në thelb janë kompjuterë, informacioni i ruajtur, i përpunuar dhe i transmetuar kodohet në sistemin binar me zero (pa sinjal) dhe njësh (ka sinjal). Një zero ose një njësi është një bit, 8 bit janë një bajt, 1024 bajt (dy në fuqinë e dhjetë) është një kilobajt, 1024 kilobajt është një megabajt. Më pas vijnë gigabajt, terabajt dhe njësi më të mëdha. Këto njësi zakonisht përdoren për të përcaktuar sasinë e informacionit të ruajtur dhe të përpunuar në çdo pajisje të veçantë.
Sasia e informacionit të transmetuar nga një pajisje në tjetrën matet në kilobit, megabit, gigabit. Një kilobit është një mijë bit (1000/8 bajt), një megabit është një mijë kilobit (1000/8 megabajt) e kështu me radhë. Shpejtësia me të cilën transmetohen të dhënat zakonisht tregohet në sasinë e informacionit që kalon në një sekondë (numri i kilobit për sekondë, megabit për sekondë, gigabit për sekondë).
Shkalla e të dhënave të linjës telefonike
Aktualisht, për t'u lidhur me rrjetin global nëpërmjet një linje telefonike, e cila fillimisht ishte kanali i vetëm për t'u lidhur me internetin, përdoret kryesisht teknologjia e modemit ADSL. Është në gjendje t'i kthejë linjat telefonike analoge në lehtësira të transmetimit të të dhënave me shpejtësi të lartë. Lidhja në internet arrin një shpejtësi prej 6 megabit për sekondë, dhe shpejtësia maksimale e transferimit të të dhënave në një linjë telefonike sipas teknologjive antike nuk i kalonte 30 kilobit për sekondë.
Shkalla e transferimit të të dhënave në rrjetet celulare
Standardet 2g, 3g dhe 4g përdoren në rrjetet celulare.
2g erdhi për të zëvendësuar 1g për shkak të nevojës për të kaluar nga analoge në dixhitale në fillim të viteve '90. Në telefonat celularë që mbështesin 2g, u bë e mundur dërgimi i informacionit grafik. Shpejtësia maksimale e transferimit të të dhënave prej 2 g tejkaloi 14 kilobit në sekondë. Në lidhje me ardhjen e Internetit celular, u krijua edhe një rrjet 2.5g.
Në vitin 2002, rrjeti i gjeneratës së tretë u zhvillua në Japoni, por prodhimi masiv i telefonave celularë 3g filloi shumë më vonë. Shpejtësia maksimale e transferimit të të dhënave mbi 3g është rritur me urdhra të madhësisë dhe ka arritur në 2 megabit për sekondë.
Pronarët e telefonave inteligjentë më të fundit kanë mundësinë të përfitojnë plotësisht nga rrjeti 4g. Përmirësimi i tij është ende në vazhdim. Ai do t'i lejojë njerëzit që jetojnë në qytete të vogla të kenë akses lirshëm në internet dhe ta bëjnë atë shumë më fitimprurës sesa lidhjen nga pajisjet e palëvizshme. Shkalla maksimale e transferimit të të dhënave prej 4g është thjesht e madhe - 1 gigabit për sekondë.
Të njëjtit brez si 4g, i përkasin rrjetet lte. Standardi lte është versioni i parë, më i hershëm i 4g. Rrjedhimisht, shpejtësia maksimale e transferimit të të dhënave në lte është dukshëm më e ulët në 150 megabit për sekondë.
Shpejtësia e të dhënave përmes kabllove me fibra optike
Transmetimi i informacionit përmes kabllove me fibra optike është më i shpejti në rrjetet kompjuterike. Në vitin 2014, shkencëtarët në Danimarkë arritën shpejtësinë maksimale të transferimit të të dhënave mbi fibra optike prej 43 terabit për sekondë.
Disa muaj më vonë, shkencëtarët nga SHBA dhe Holanda demonstruan një shpejtësi prej 255 terabit për sekondë. Madhësia është kolosale, por është larg kufirit. Në vitin 2020 është planifikuar të arrihen 1000 terabit në sekondë. Shpejtësia e transmetimit të të dhënave përmes fibrave optike është praktikisht e pakufizuar.
Shpejtësia e shkarkimit Wi-Fi
Wi-Fi është një markë tregtare për rrjetet kompjuterike me valë, e bashkuar nga standardi IEEE 802.11, në të cilin informacioni transmetohet përmes kanaleve radio. Teorikisht, shpejtësia maksimale e transferimit të të dhënave wifi është 300 megabit për sekondë, por në realitet, për modelet më të mira të ruterave, ajo nuk i kalon 100 megabit për sekondë.
Përparësitë e Wi-Fi janë aftësia për t'u lidhur pa tel me internetin duke përdorur një ruter për disa pajisje njëherësh dhe niveli i ulët i emetimit të radios, i cili është një renditje përmasash më e vogël se ajo e telefonave celularë në kohën e përdorimit të tyre.
Po ngarkohet...