Вопросы и ответы к экзамену по курсу распределенные вычислительные сети

билеты №№27-43 (17 билетов)

Дополнительный материал части 2:
Вопросы к экзамену по курсу Распределенные Вычислительные Сети

1. Исторические аспекты развития коммуникаций. Эволюция телекоммуникационных систем от древнего мира до наших дней. Примеры наиболее значимых исторических коммуникационных систем. Развитие коммуникаций в XX веке.

системы коммуникаций: органы зрения, слуха и голосовой аппарат. письменность. символьный язык для описания не только объектов реального мира, но и абстрактных понятий. Сигнальные костры (зона видимости, разжигались по очереди). Почтовые голуби

в 19-ом веке стали появляться железные дороги, пароходы, электрический телеграф и телефон. Связь с применением азбуки Морзе в 1840-ых годах позволяла передать до 10 бит/сек на расстояние десятки и сотни километров. Азбука Морзе, пожалуй, была первым широко распространенным телекоммуникационным кодом Телевидение. 1907 году Б. Г. Розингом было предложено использовать для приема изображения электронно-лучевую трубку (ЭЛТ), Устройство отображения на принимающей стороне также предполагало применение ЭЛТ. Электронное телевидение возникло в 30-х годах двадцатого века (усилиями В. К. Зворыкина и Ф. Франсуорта).

Состояние телекоммуникаций к концу 20-го века: (К 1950 годам: 1,2,3)
1. Телеграфная сеть, которая просуществовала до конца 20-го века.
2. Телефонная сеть (аналоговая), имеющая полосу 4 кГц и почти не менявшаяся по принципам работы с 1880 годов. Импульсная сигнальная система практически не изменялась с 1910 года.
3. Телексная сеть, которая применялась в основном для делового обмена.
4. Первые компьютеры 50-х годов -большие, громоздкие и дорогие -предназначались для очень небольшого числа избранных пользователей. Системы пакетной обработки, как правило, строились на базе мэйнфрейма -мощного и надежного компьютера универсального назначения.
5. в начале 60-х годов появились новые способы организации вычислительного процесса, которые позволили учесть интересы пользователей. Начали развиваться интерактивные многотерминальные системы разделения времени
  1. В начале 70-х годов появились большие интегральные схемы. Их сравнительно невысокая стоимость и высокие функциональные возможности привели к созданию мини-компьютеров, которые стали реальными конкурентами мэйнфреймов.
    1. Шло время, потребности пользователей, им уже хотелось получить возможность обмена данными с другими близко расположенными компьютерами.
    2. Предприятия и организации стали соединять свои мини-компьютеры вместе и
разрабатывать ПО, необходимое для их взаимодействия. В результате появились первые локальные вычислительные сети

7. В середине 80-х годов утвердились стандартные технологии объединения компьютеров в сеть - Ethernet, Arcnet, Token Ring. Мощным стимулом для их развития послужили персональные компьютеры.

Интернет является сетью виртуальных сетей. В 1991 году у нас (тогда еще в СССР) о нем знали неск. десятков человек

8. Сегодня ВС продолжают развиваться достаточно быстро. Разрыв между локальными и глобальными сетями сокращается из-за появления высокоскоростных территориальных каналов связи. В глобальных сетях появляются службы доступа к ресурсам, такие же удобные и прозрачные, как и службы локальных сетей. Подобные примеры в большом количестве демонстрирует самая популярная глобальная сеть - Internet.

Вопросы+ответы_v35.doc 6/17/2010, 12:58:30

Вопросы к экзамену по курсу Распределенные Вычислительные Сети

2. Основы теории передачи данных по линиям связи. Спектральная теория и ее применение к линиям связи. АЧХ.

Линия связи

проводные (воздушные);

кабельные (медные и волоконно-оптические);

радиоканалы наземной и спутниковой связи.

Спектральный анализ сигналов на линиях связи
1. Из теории гармонического анализа известно: любой периодический процесс можно представить в виде суммы синусоидальных колебаний различных частот и различных амплитуд
2. Для некоторых сигналов, (напр., для последовательности прямоугольных импульсов одинаковой длительности и амплитуды), спектр легко вычисляется на основании формул Фурье.
3. Представив значение напряжения или силы тока в виде однозначной периодической функции времени g(t) с периодом Т, можно разложить её в ряд Фурье..где f = 1/Т— основная частота (гармоника), ап и bп — амплитуды синусов и косинусов п-й гармоники, а с — константа.
4. Информационный сигнал, имеющий конечную длительность (все информационные сигналы имеют конечную длительность), может быть разложен в ряд Фурье, если представить, что весь сигнал бесконечно повторяется снова и снова (то есть интервал от Т до 2Т полностью повторяет интервал от 0 до Т, и т. д.).Амплитуды ап могут быть вычислены для любой заданной функции g(t).
Для сигналов произвольной формыспектр можно найти с помощью спектральных анализаторов, которые измеряют спектр реального сигнала и отображают амплитуды составляющих гармоник.

5. Ни один канал связи не может передавать сигналы без потери мощности. Искажение передающим каналом синусоиды какой-либо частоты приводит к искажению передаваемого сигнала любой формы (синусоиды различных частот искажаются неодинаково). · Линия связи искажает сигналы из-за того, что ее

физические параметры отличаются от идеальных.

· Кроме того, существуют и внешние помехи, которые создают различные электрические двигатели, электронные устройства, атмосферные явления и т. д.

Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ)показывает, как затухает амплитуда синусоиды на выходе линии связи по сравнению с амплитудой на ее входе для всех возможных частот передаваемого сигнала. Вместо амплитуды в этой характеристике часто используют также такой параметр сигнала, как его мощность.

Все каналы связи уменьшают гармоники ряда Фурье в разной степени, искажая передаваемый сигнал. Как правило, амплитуды передаются без уменьшения в некотором частотном диапазоне, который наз. полосой пропускания. Обычно в полосу пропускания включают частоты, которые передаются с потерей мощности, не превышающей 50 %.

Знание АЧХпозволяет определить форму вых. сигнала

практически для любого вх. сигнала. Для этого необходимо найти спектр вх. сигнала, преобразовать амплитуду составляющих его гармоник в соответствии с АЧХ, а затем найти форму вых. сигнала, сложив преобразованные гармоники

Вопросы+ответы_v35.doc 6/17/2010, 12:58:30

Вопросы к экзамену по курсу Распределенные Вычислительные Сети

3. Характеристики линий связи. Полоса пропускания, затухание, мощность сигнала. Примеры линий связи. Помехоустойчивость, NEXT, BER.

Характеристики линий связи

амплитудно-частотная характеристика;

полоса пропускания;

затухание;

помехоустойчивость;

перекрестные наводки на ближнем конце линии;

пропускная способность;

достоверность передачи данных;

удельная стоимость.

Полоса пропускания (bandwidth) -это непрерывный диапазон частот, для которого отношение амплитуды выходного сигнала ко входному превышает некоторый заранее заданный предел, обычно 0,5. То есть полоса пропускания определяет диапазон частот синусоидального сигнала, при которых этот сигнал передается по линии связи без значительных искажений.

Затухание (attenuation) – относительное уменьшение амплитуды или мощности сигнала при передаче по линии сигнала определенной частоты. Т. образом, затухание представляет собой одну точку из АЧХ линии.

Затухание А обычно измеряется в децибелах (дБ, decibel - dB): _{_А_{= 10 log}}₁₀_Р_вых_{_/_Р}_вх_,

где Рвых ~ мощн. сигнала на выходе линии, Рвх – мощн. сигнала на входе линии.

Так как мощность вых. сигнала кабеля без промежут. усилителей всегда меньше, чем мощность вх. сигнала, затухание кабеля всегда является отрицат. величиной.

Абсолютный уровень мощности, напр. ур. мощн. передатчика, также измеряется в дБ. При этом в кач. базового значения мощн. сигнала, отн. которого измеряется текущая мощность, принимается значение в 1 мВт.:

где Р -мощность сигнала в милливаттах, а дБм (dBm) - это единица измерения уровня мощности (децибел на 1 мВт).