Информационные процессы не могут существовать без средств передачи и представления информации, поэтому часто информация необходима в месте, которое территориально удалено от источника ее происхождения, и должна быть представлена в образе символов, образов и сигналов, которые пригодны для восприятия потребителем.
Современная жизнь, производство, здравоохранение и прочие сферы деятельности человека сегодня немыслимы без информационных технологий: каждая из сфер нуждается в переработке огромного количества информации, а также в информационном обслуживании. Наиболее оптимальным и единственно универсальным средством обработки информации является компьютер, исполняющий роль дополнительного усилителя интеллектуальных способностей человека.
Информационные технологии, как неотъемлемая составляющая современной жизни человека, позволяют управлять огромными потоками информации с применением компьютеров (вычислительной техники).
В целом, информационные технологии — это комплекс инженерных и технологических наук, обеспечивающих организацию жизнедеятельности современного общества. Информационные технологии способны обрабатывать информацию, хранить огромные объемы информации, а также передавать информацию в краткие сроки на любые расстояния.
Целью курсовой работы является рассмотрение технологий передачи информации.
Объектом исследования курсовой работы является передача информации по каналам связи.
Предметом исследования курсовой работы являются технологии передачи информации.
Целью курсовой работы является рассмотрение технологий передачи информации.
Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач:
1. Рассмотреть понятие и свойства информации;
2. Рассмотреть историю возникновения и развития передачи информации;
3. Изучить способы передачи информации;
4. Рассмотреть основные технологии передачи информации;
5. Изучить использование технологий передачи информации в информационной сфере;
6. Провести сравнительный анализ технологий передачи информации в информационной сфере.
Курсовая работа состоит из двух глав, введения и заключения.
Во введении раскрывается актуальность рассматриваемой темы, определяются предмет и объект исследования курсовой работы, а также цель и задачи исследования.
В главе 1 рассматривается понятие и свойства информации, способы передачи информации, история возникновения и развитие передачи информации. В главе 2 рассматриваются основные технологии передачи информации, использование технологий передачи информации в информационной сфере, а также проводится сравнительный анализ средств передачи информации, применяемых в этой сфере.
Робота на курсовую работу
... повышенную стипендию, проявить себя. Виды курсовых работ Студенты Белорусского государственного университета пишут разные курсовые работы: Научно-исследовательские. Готовятся на последних курсах. Предполагают сбор, анализ, систематизацию информации. Студенты разбирают конкретные ситуации, ...
В заключении подводятся итоги проделанной работы, формулируются выводы.
Список литературы к курсовой работе включает 50 источников, среди которых учебные пособия, статьи, периодические и справочные издания, электронные ресурсы.
Г лава 1. Сущность передачи информации
информация электронный обмен сообщение
1.1 Понятие и свойства информации
Термин «информация» можно отнести к основополагающим понятиям информатики, что в переводе с латинского предполагает «сообщение», «разъяснение». До возникновения компьютерной техники такое понятие применялось не так часто, по большей части в специальной и технической литературе. Впервые понятие «информация» в качестве термина рассматривается в книге Н. Винера «Кибернетика», но только в узком понимании — в качестве «количества информации».
На сегодняшний день термин «информация» применяется весьма широко как в быту и на производстве, так и в науке, образовании, технической литературе и другом. При этом, смысл термина «информация» столь широк, что достаточно часто может находиться в противоречии с содержанием по контексту. Во многих публикациях предпринимаются попытки дать фундаментальное, «универсальное» толкование такого термина, который отображает его мировоззренческое, философское значение наряду с такими философскими категориями как вещество и энергия. И если два последних понятия формируют материальный мир, то в противовес такому термин «информация» соотносится с идеальными, нематериальными субстанциями [4, с. 32].
Рассмотрим различные определения термина «информация».
Информация представляет собой содержание сообщения, сигнала, памяти, а также сведения, которые содержатся в сообщении, сигнале либо памяти [6, с. 63].
Информация представляет собой сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые снижают имеющуюся о них степень неопределённости, неполноты знаний [9, с. 54].
Информация представляет собой понимание (смысл, представление, интерпретация), которое образуется в аппарате мышления человека после получения им данных, взаимоувязанное с предшествующими знаниями и понятиями [10, с. 120]
Информация, первоначально — сведения, которые передаются людьми, устным, письменным либо иным другим способом (на основе условных сигналов, технических средств и так далее); с середины 20 века общенаучное понятие, которое включает обмен сведениями между людьми, человеком и автоматом, автоматом и автоматом; обмен сигналами в животном и растительном мире; передачу признаков от клетки к клетке, от организма к организму [14, с. 35].
Информация представляет собой содержание сообщения либо сигнала, сведения, которые рассматриваются в ходе их передачи или восприятия; одна из исходных общенаучных категорий, которая отражает структуру материи и способы её познания, несводимая к иным, более простым понятиям.
Рассмотренные определения основного понятия информатики весьма сильно отличаются друг от друга, хотя почти везде постулируется, что информация — это сведения. При этом информацией могут обмениваться не только люди, но и автоматы, в то время как в другом определении информация появляется и функционирует только в мыслительном аппарате человека и нигде более. Как только такая информация отчуждается от человека, она превращается из сведений (смысла, знания) в данные, и только если данные попадают к человеку, который знает закон (правила) интерпретации (придания смысла) данным, только тогда у адресата данные преобразуются в смысл. Причём, смысл у источника и адресата в общем случае чаще всего не совпадает [19, с. 38].
Информация в общении людей
... обиходе информацией называют любые данные или сведения, которые кого-либо интересуют. Например, сообщение о каких-либо событиях, о чьей-либо деятельности и т.п. "Информировать" в этом смысле ... несёт никакой новой информации человеку, не знающему этого языка, но может быть высокоинформативным для человека, владеющего японским. Никакой новой информации не содержит и сообщение, изложенное на знакомом ...
Помимо этого:
1. Предлагается считать понятие «информация» субъективным понятием, в том смысле, что понимание происходит лишь в аппарате мышления человека.
2. Человек не может получить «информацию» непосредственно, а может лишь, на основании каких-либо данных, представленных в виде сигналов, документов и так далее, сформировать у себя в аппарате мышления информацию о чём-либо.
3. Формирование информации в аппарате мышления происходит на основании внешних данных и всего предшествующего опыта и знаний человека. Именно поэтому одно и то же сообщение, полученное разными людьми, или одним человеком, но в разные времена, приводит к разным ответным реакциям.
4. Предлагается модель процесса получения информации человеком: внешние сигналы > данные > неформальный смысл, выраженный в ощущениях, > полуформальный смысл, выраженный в словах, > формальный смысл, выраженный в терминах логики.
5. Предлагается модель передачи информации от человека: неформальный смысл > полуформальный смысл, выраженный в тексте, > формальный смысл, выраженный в алгоритме, > данные [5, с. 112].
Таким образом, можно заключить, что наука информатика имеет дело скорее не с информацией, а с данными, то есть информация и данные там выступают как синонимы. Помимо этого, в официальных документах, печатных изданиях, на бытовом уровне и так далее термин «информация» чаще всего также выступает в значении «данные» [5, с. 65].
Одним из важнейших параметров информации считается её адекватность, то есть степень соответствия создаваемого с помощью полученной информации образа реальному объекту (процессу, явлению).
Различаются три формы адекватности информации: синтаксическая, семантическая и прагматическая.
1. Синтаксическая адекватность отображает формально-структурные характеристики информации и не затрагивает её смыслового содержания.
2. Семантическая (смысловая) адекватность определяет степень соответствия информации об объекте самому объекту.
3. Прагматическая (потребительская) адекватность отражает отношение информации и её потребителя. Прагматический аспект связан с ценностью, полезностью использования информации потребителем для достижения поставленной цели.
Информация имеет следующие свойства: достоверность, полноту, точность, ценность, своевременность, понятность , доступность, краткость и так далее [11, с. 77].
Информация считается достоверной в том случае, когда она отражает истинное положение вещей. Недостоверная информация обычно приводит к неправильному определению или принятию неправильных решений. Достоверная информация со временем может стать недостоверной, так как она обладает свойством устаревать, то есть перестает отражать истинное положение вещей.
Технология обработки информации
... и усвоение информации. Понятие обработки информации является весьма широким. Ведя речь об обработке информации, следует дать понятие инварианта обработки. Обычно им является смысл сообщения (смысл информации, заключенной в сообщении). При автоматизированной обработке информации объектом обработки служит сообщение, и ...
Информация считается полной в том случае, когда ее достаточно для понимания и принятия решений. Как неполная, так и избыточная информация сдерживает принятие решений или может порождать ошибки.
Точность информации выражается степенью ее близости к настоящему состоянию объекта, процесса, явления и тому подобное.
Ценность информации зависит от ее важности для решения задачи, а также от того, насколько в будущем она найдет применение в каких-либо видах деятельности человека.
Только своевременно полученная информация может принести ожидаемую пользу. Одинаково нежелательны как преждевременная подача информации (когда она еще не может быть усвоена), так и ее задержка.
Если ценная и своевременная информация определены неизвестным образом, она может оказаться бесполезной. Информация становится понятной, когда она выражена языком, на котором говорят те, кому предназначается такая информация.
Информацию по одному и тому же вопросу можно изложить кратко (сжато, без несущественных деталей) или пространно (подробно, многословно).
Краткость информации необходима в справочниках, энциклопедиях, всевозможных инструкциях.
Качество информации — совокупность свойств, которые отражают степень пригодности определенной информации об объектах и их взаимосвязях для достижения целей, которые стоят перед пользователем.
Таким образом, можно сказать, что информация — это основной ресурс, на котором строится информатизация общества. Нельзя дать единого объяснения понятию информация. Наиболее распространенное понятие информации — это информация как любые данные или сведения, которые кого-либо интересуют.
1.2 История возникновения и развитие передачи информации
История возникновения и развития передачи информации является неотъемлемой частью истории развития общества, причем потребности в обмене информацией всегда превышали существующие технические возможности их удовлетворения.
Информация всегда играла огромную роль в жизни общества и отдельного индивидуума. Владение информацией, доминирование на информационном поле с древнейших времен было необходимым условием наличия власти у господствовавшей социальной группы [29, с. 26].
Потребность в общении, в передаче и хранении информации возникла и развивалась вместе с развитием человеческого общества. В настоящее время уже можно утверждать, что информационная сфера деятельности человека является определяющим фактором интеллектуальной, экономической и оборонной возможностей человеческого общества, государства. Зародившись в те времена, когда стали проявляться самые ранние признаки человеческой цивилизации, средства общения между людьми (средства связи) непрерывно совершенствовались в соответствии с изменением условий жизни, с развитием культуры и техники.
Это же относится и к средствам записи и обработки информации. Сегодня все эти средства стали неотъемлемой частью производственного процесса и нашего быта.
С древнейших времен звук и свет служили людям для передачи сообщений на дальние расстояния.
На заре своего развития человек, предупреждая своих соплеменников об опасности или сзывая на охоту, подавал сигналы криком или стуком. Звук основа нашего речевого общения. Но если расстояние между собеседниками велико и силы голоса не хватает, требуются вспомогательные средства. Поэтому человек начал использовать «технику» — свистки, рога животных, факелы, костры, барабаны, гонги, а после изобретения пороха-выстрелы и ракеты. Появились специальные люди-гонцы, герольды, — которые переносили и передавали сообщения, оглашали народу волю владык. В Южной Италии кое-где по берегу моря до последнего времени сохранялись развалины сторожевых постов, с которых посредством колокольного звона передавались известия о приближении норманнов и сарацинов [32, с. 42].
Концепция индустриального общества в контексте теории постиндустриализма
... рассматривает последнее как усиленный вариант понятия информационное общество, подчеркивая особое значение знаний, как наиболее ценной формы информации (А.И.Ракитов. Философия компьютерной революции. М.: Политиздат, 1991. С. 31). Таким образом, ...
С незапамятных времен в качестве носителя информации применяется и свет. Первыми «системами» связи стали сторожевые посты, располагавшиеся вокруг поселений на специально построенных вышках или башнях, а иногда просто на деревьях. При приближении неприятеля зажигался костер тревоги. Увидев огонь, зажигали костер часовые на промежуточном посту, и неприятелю не удавалось застать жителей врасплох. Для гонцов создаются станции смены лошадей. Маяки и ракеты до сих пор несут свою «информационную службу» на море и в горах.
Необходимость передавать не только отдельные сигналы типа «тревога», но и различные сообщения привела к применению «кодов», когда разные сообщения различались, например, числом и расположением костров, числом и частотой свистков или ударов в барабан и т.п. Греки во втором веке до нашей эры использовали комбинации факелов для передачи сообщений «по буквам». На море широкое применение нашли сигнальные флаги различной формы и цвета, причем сообщение определяется не только самими флагами, но и их взаимным расположением, а также «семафор»-передача сообщений изменением расположения рук с флажками (днем) или фонарями (ночью).Потребовались люди, знающие «язык» флагов или семафора, умеющие передавать и принимать переданные сообщения [32, с. 54].
Наряду с развитием способов передачи сигналов с использованием звука и света шло развитие способов и средств записи и запоминания информации. Сначала это были просто различные зарубки на деревьях и стенах пещер. По рисункам, выбитым на стенах пещер более трех тысяч лет назад, мы сейчас можем составить представление об отдельных сторонах жизни наших предков в те далекие времена. Постепенно совершенствовались как форма записи, так и средства ее осуществления. От серии примитивных рисунков человек постепенно переходит к клинописи и иероглифам, а затем — и к фонетическому письму по буквам.
Звук и свет были и остаются важными средствами передачи информации и несмотря на свою примитивность, огневая и звуковая сигнализация служили людям в течение многих столетий. За это время делались попытки усовершенствовать приемы сигнализации, но широкого практического применения они не получили.
Развитие средств хранения, передачи и обработки информации в истории человеческого общества шло неравномерно. Несколько раз в истории человечества происходили радикальные изменения в информационной области, которые называют «информационными революциями» [23, с. 66].
Первая информационная революция связана с изобретением письменности. Письменность создала возможность для накопления и распространения знаний, для передачи знаний будущим поколениям. Цивилизации, освоившие письменность, развивались быстрее других, достигали более высокого культурного и экономического уровня. Примерами могут служить древний Египет, страны Междуречья, Китай. Внутри этой революции весьма значимым оказался этап перехода от пиктографического и иероглифического письма к алфавитному; это сделало письменность более доступной и, в значительной степени, способствовало смещению центров цивилизации в Европу [20, с. 59].
Объединение компьютеров в локальную сеть
... сеть (62 ПК, 2 сервера, 2 коммутатора) Цель: Разработать комплект технических документов на сеть 10 Base-T и 100 Base-TX. Назначение: централизация сети, организация локального доступа. Среда передачи ... потоком для безопасной передачи информации. Коммутатор поддерживает ... сетей - локальные и глобальные. Принцип объединения в них компьютеров и работы в этих сетях практически идентичный, но масштабы сети ...
Вторая информационная революция (середина XVI в.) была связана с изобретением книгопечатания. Стало возможным не только сохранять информацию, но и сделать ее массово-доступной. Грамотность становится массовым явлением. Все это ускорило рост науки и техники, помогло промышленной революции. Книги перешагнули границы стран, что способствовало началу создания общечеловеческой цивилизации [20, с. 71].
Третья информационная революция (конец XIX в.) была обусловлена прогрессом средств связи. Телеграф, телефон, радио позволили оперативно передавать информацию на любые расстояния. Именно в этот исторической период появились зародыши того процесса, который в наши дни называют «глобализацией». Прогресс средств передачи информации в значительной мере способствовал бурному развитию науки и техники, которое нуждалось в надежных и быстродействующих каналах связи [20, с. 79].
Четвертая информационная революция (70-е гг. XX в.) связана с появлением микропроцессорной техники и, в частности, персональных компьютеров. Отметим, что не появление компьютеров в середине ХХ века само по себе, а именно микропроцессорные системы оказали решающее влияние на информационную революцию. Вскоре после этого возникли компьютерные телекоммуникации, радикально изменившие системы хранения и поиска информации. Именно четвертая информационная революция дала толчок к столь существенным переменам в развитии общества, что для его характеристики появился новый термин «информационное общество» [20, с. 87].
На протяжении всего XX столетия связисты стремились повысить скорость передачи информации. Потребность в большем количестве передаваемой информации стала причиной перехода от телеграфа вначале к телефону, а затем — к радио.
В ХХ веке железные дороги революционизировали мир, обеспечив транспортную сеть, которая перемещала материалы и продукты производства. Они сделали возможным развитие индустриального общества.
Цифровые коммуникационные сети ознаменовали начало новой революции, обеспечив технологию, которая транспортирует данные, требуемые обществу, в котором информация играет ключевую роль. Сети уже проникли в промышленность, образование и правительство. Они уже начали изменять наше представление о мире, сократив географические расстояния и образовав новые сообщества людей, которые часто и эффективно взаимодействуют. Еще более важно то, что рост числа сетей носит характер взрыва. Революция уже началась.
Рождение компьютерных сетей было вызвано практической потребностью — иметь возможность для совместного использования данных. Персональный компьютер — прекрасный инструмент для создания документа, подготовки таблиц, графических данных и других видов информации, но при этом Вы не можете быстро поделиться своей информацией с другими. Когда не было сетей, приходилось распечатывать каждый документ, чтобы другие пользователи могли работать с ним, или в лучшем случае — копировать информацию на дискеты. Одновременная обработка документа несколькими пользователями исключалась. Подобная схема работы называется работой в автономной среде.
Обеспечение защиты информации в локальных вычислительных сетях
... защиту информации при передаче по линиям связи локальной сети, хранении на магнитных носителях, а так же препятствуют вводу ложной информации. Чтобы надежно защитить информацию, система защиты должна регулярно обеспечивать защиту: 1. Системы обработки данных ... от самой себя. Целью дипломной работы является разработка общих рекомендаций для данного отдела АСУ, по обеспечению защиты информации в ЛВС и ...
Развитие волоконно-оптических сетей связи характеризуется очень быстрым увеличением скорости передачи информации. Скорость передачи, достигнутая экспериментально в лабораторных условиях, и скорость передачи высоконадежных коммерческих сетей растут экспоненциально, удваиваются примерно каждые 2 года. Эта тенденция обеспечивается как неуклонным ростом скорости передачи информации по одному каналу, так и ростом числа одновременно передаваемых по одному волокну каналов в системах со спектральным разделением каналов. Одновременно с увеличением скорости передачи информации неуклонно растет дальность передачи.
1.3 Способы передачи информации
С развитием информационных технологий произошли значительные изменения в способах передачи информации. Примером является концепция «нового телевидения», где находят широкое использование лазерные технологии, а для обеспечения высококачественного изображения и звука их передача производится посредством оптоволоконного кабеля. Кроме того, появилась передача информации «по воздуху», то есть с помощью электромагнитных волн (ЭМИ), позволяет управлять качеством передаваемого и, отсюда, получаемого сигнала посредством манипуляций с длиной волны ЭМИ (либо , что равносильно в физическом смысле, частотой волны) [17, с. 55].
Рассмотрим основные способы передачи информации:
- Факсимильная связь
Факсимильная (или фототелеграфная) связь — это электрический способ передачи графической информации — неподвижного изображения текста или таблиц, чертежей, схем, графиков, фотографий и т.п. Осуществляется при помощи факсимильных аппаратов: телефаксов и каналов электросвязи (главным образом телефонных) [35, с. 15].
Факсимильная связь — это отправка и получение точных копий документов из одного места в другое посредством общественной или частной телефонной сети. Текст и графическое изображение считываются непосредственно с оригинала сканером, после чего эта информация может быть передана буквально в любую точку земного шара. Приём и отправку факсов осуществляют факсимильные аппараты [31, с. 23]. Принцип работы представлен на рисунке 1.
Рисунок 1 — Принцип работы факсимильной связи
- Спутниковая связь
В основе построения спутниковой системы связи лежит идея размещения ретранслятора на космическом аппарате (КА).
Движение КА длительное время происходит без затрат энергии, а энергоснабжение всех систем осуществляется от солнечных батарей. КА, находящийся на достаточно высокой орбите, способен «охватить» очень большую территорию — около трети поверхности Земли. Через его бортовой ретранслятор могут связываться любые станции, находящиеся на этой территории [30, с. 71].
Принцип спутниковой связи заключается в ретрансляции аппаратурой спутника сигнала от передающих наземных станций к приёмникам.
Спутник — устройство связи, которое принимает сигналы от земной станции (ЗС), усиливает и транслирует в широковещательном режиме одновременно на все ЗС, находящиеся в зоне видимости спутника. Спутник не инициирует и не терминирует никакой пользовательской информации за исключением сигналов контроля и коррекции возникающих технических проблем и сигналов его позиционирования [21, с. 256].
Поиск и хранение информации в сети Интернет
... линиям связи). Информация в Internet хранится на серверах. Серверы имеют свои адреса и управляются специализированными программами. Они позволяют пересылать почту и файлы, производить поиск в базах данных и выполнять другие задачи. Обмен информацией между серверами сети выполняется ...
Спутниковая передача начинается в некоторой ЗС, проходит через спутник, и заканчивается в одной или большем количестве ЗС. ССС состоит из трех базисных частей: космического сегмента, сигнальной части и наземного сегмента. Космический сегмент охватывает вопросы проектирования спутника, расчета орбиты и запуска спутника. Сигнальная часть включает вопросы используемого спектра частоты, влияния расстояния на организацию и поддержание связи, источники интерференции сигнала, схем модуляции и протоколов передачи. Наземный сегмент включает размещение и конструкцию ЗС, типы антенн, используемых для различных приложений, схемы мультиплексирования, обеспечивающие эффективный доступ к каналам спутника.
- Оптоволоконные линии связи
Оптоволоконные линии — вид связи, при котором информация передается по оптическим диэлектрическим волноводам («оптическому волокну») [30, с. 153].
Оптическое волокно считается самой совершенной средой для передачи больших потоков информации на большие расстояния. Оно изготовлено из кварца, осонову которого составляет двуокись кремния — широко распространенного и недорого материала, в отличие от меди. Оптическое волокно очень компактное и легкое, оно имеет диаметр всего около 100 мкм.
Оптоволоконные линии отличаются от традиционных проводных линий:
- очень высокая скорость передачи информации (на расстоянии более 100 км без ретрансляторов);
- защищенность передаваемой информации от несанкционированного доступа;
- высокая устойчивость к электромагнитным помехам;
- стойкость к агрессивным средам;
- возможность передавать по одному волокну одновременно до 10 миллионов телефонных разговоров и одного миллиона видеосигналов;
- гибкость волокон;
- малые размеры и масса;
- искро-, взрыво- и пожаробезопасность;
- низкая себестоимость;
- высокая долговечность оптических волокон — до 25 лет.
В настоящее время обмен информацией между континентами осуществляется главным образом через подводные оптоволоконные кабели, а не через спутниковую связь. При этом главной движущей силой развития подводных оптоволоконных линий является Интернет.
- Радиорелейные линии связи
Радиорелейная связь первоначально применялась для организации многоканальных линий телефонной связи, в которых сообщения передавались с помощью аналогового электрического сигнала. Первая такая линия протяженностью 200 км с 5 телефонными каналами появилась в США в 1935 году. Она соединяла Нью-Йорк и Филадельфию. Схематично, принцип работы радиорелейной связи представлен на рисунке 2.
Рисунок 2 Радиорелейные линии связи
За последние десятилетия необходимость передавать данные — информацию, представленную в цифровом виде, привела к созданию цифровых систем передачи. Появились цифровые радиорелейные системы передачи данных, способные обмениваться цифровой информацией.
- Мобильная сотовая связь
Связь называют мобильной, если источник информации либо ее получатель (или оба) перемещаются в пространстве [43, с. 31].
Для того чтобы мобильная связь стала массовой, понадобилась новая идея ее организации. Эту идею в 1947 году высказал Д.Ринг, сотрудник американской компании Bell Laboratories. Она заключалась в разделении пространства на небольшие участки — соты (или ячейки) радиусом 1-5 километров и в отделении радиосвязи в пределах одной ячейки от связи между ячейками. Это позволяло использовать в разных сотах одни и те же частоты. В центре каждой ячейки предлагалось расположить базовую — приемно-передающую радиостанцию для обеспечения радиосвязи в пределах ячейки со всеми абонентами. У каждого абонента своя микрорадиостанция — «мобильный телфон» — комбинация телефона, приемапередатчика и мини-компьютера. Абоненты связываются между собой через базовые станции, соединенные друг с другом и с городской телефонной сетью [31, с. 288].
Стандартизация в области информационной безопасности в сетях передачи данных
... требования к терминологии, символике, упаковке, маркировке или этикеткам и правилам их нанесения; стандартизация - деятельность по установлению правил и характеристик в целях их добровольного ... конкурентоспособности продукции, работ или услуг. Примечательно также, что в число принципов стандартизации, провозглашенных в статье 12 упомянутого закона, входит принцип применения международного стандарта ...
Каждая сот должна обслуживаться базовым радиопередатчиком с ограниченным радиусом действия и фиксированной частотой. Это дает возможность повторно использовать ту же частоту в других сотах. Во время разговора сотовый радиотелефон соединен с базовой станцией радиоканалом, по которому передается телефонный разговор. Размеры соты определяются максимальной дальностью связи радиотелефонного аппарата с базовой станцией. Эта максимальная дальность является радиусом соты.
Идея мобильной сотовой связи состоит в том, что еще не выйдя из зоны действия одной базовой станции, мобильный телефон попадает в зону действия любой соседней вплоть до наружной границы всей зоны сети.
Для этого созданы системы антенн-ретрансляторов, перекрывающих свою «соту» — область поверхности Земли. Чтобы связь была надежной, расстояние между двумя соседними антеннами должно быть меньше радиуса их действия. В городах оно составляет около 500 метров, а в сельской местности — 2-3 километра. Мобильный телефон может принимать сигналы сразу от нескольких антенн-ретрансляторов, но настраивается он всегда на самый мощный сигнал.
Важным преимуществом мобильной сотовой связи является возможность пользоваться ею вне общей зоны своего оператора — роуминг. Для этого различные операторы договариваются между собой о взаимной возможности пользования своими зонами для пользователей. Абонент, покидая общую зону своего оператора, автоматически переключается на зоны других операторов даже при перемещении из одной страны в другую, например, из России в Германию или во Францию. Либо, находясь в России, пользователь может звонить по сотовой связи в любую страну. Таким образом, сотовая связь обеспечивает пользователю возможность связываться по телефону с любой страной, где бы он не находился [31, с. 296].
На сегодняшний день существует большое количество различных способов для передачи информации. С развитием информационных технологий всё чаще используются способы, которые позволяют передавать информацию по беспроводным линиям связи. Кабельные линии продолжают использовать повсеместно, за счёт своих преимуществ в высоком уровне помехозащищённости и отсутствии излучения.
Глава 2. характеристика современных технологий передачи информации
2.1 Передача информации: основные технологии
На сегодняшний день выделяют три основные технологии передачи данных:
— Файл-сервер
— Клиент-сервер
— Терминал-сервер [36, с. 82]..
Сервер (от англ. server, обслуживающий).
В зависимости от предназначения существует несколько определений понятия сервер:
Сервер (сеть) — логический или физический узел сети, обслуживающий запросы к одному адресу и/или доменному имени (смежным доменным именам), состоящий из одного или системы аппаратных серверов, на котором выполняются один или система серверных программ [42, с. 33].
Сервер (программное обеспечение) — программное обеспечение, принимающее запросы от клиентов (в архитектуре клиент-сервер) [46, с. 28].
Сервер (аппаратное обеспечение) — компьютер (или специальное компьютерное оборудование) выделенный и/или специализированный для выполнения определенных сервисных функций [46, с. 29].
Сервер в информационных технологиях — программный компонент вычислительной системы, выполняющий сервисные функции по запросу клиента, предоставляя ему доступ к определённым ресурсам [40, с. 29].
Серверное приложение (сервер) запускается на компьютере, так же называемом «сервер», при этом при рассмотрении топологии сети, такой узел называют «сервером». В общем случае может быть так, что серверное приложение запущено на обычной рабочей станции, или серверное приложение, запущенное на серверном компьютере в рамках рассматриваемой топологии выступает в роли клиента (т.е. не является сервером с точки зрения сетевой топологии).
При использовании технологии файл-сервер, файловый сервер предоставляет центральный ресурс в сети для хранения и обеспечения совместного доступа к файлам пользователям сети. При необходимости использования важного файла, например плана проекта, пользователи могут получать доступ к нему на файловом сервере, а не перемещать его с компьютера на компьютер. Если сетевым пользователям необходим доступ к одним и тем же файлам и доступным в сети приложениям, то данный компьютер следует настроить как файловый сервер [47, с. 69].
Файл-серверная технология (рисунок 3) — это работа в сетевом пространстве с доступом к файлам СУБД, хранящимся на сервере [47, с. 71].
Рисунок 3 — Файл-серверная технология
При небольших объемах данных эта схема вполне удовлетворяет всем современным требованиям, но с увеличением числа компьютеров в сети или ростом БД начинают возникать проблемы, связанные с резким падением производительности. Это связано с увеличением объема данных, передаваемых по сети, так как вся обработка производится на компьютере пользователя. Если пользователю требуется пара строк из таблицы объемом в сотни тысяч записей, то сначала вся таблица с файл-сервера передается на его компьютер, а затем СУБД отбирает нужные записи. В этом случае длительные перерывы в работе можно сократить, перейдя на технологию клиент-сервер.
Технологию файл-сервер используют все программы 1С версии 7.7 и ранее, а так же некоторые версии 8.х [38, с. 102].
К существенным неудобствам, возникающим при работе с системой, построенной по такой архитектуре, можно отнести следующее:
- трудности при обеспечении непротиворечивости и целостности данных;
- существенная загрузка локальной сети передаваемыми данными;
- в целом, невысокая скорость обработки и представления информации;
- высокие требования к ресурсам компьютеров. При этом возникают следующие ограничения.
— невозможность организации равноправного одновременного доступа; пользователей к одному и тому же участку базы данных;
— количество одновременно работающих с системой пользователей не превышает пяти человек для ЛВС, построенной в соответствии со спецификацией 10BaseT (скорость обмена данными до 10Мб/с);
При всем этом система обладает одним очень важным преимуществом — низкой стоимостью.
Клиент-сервер (англ. Client-server) — вычислительная или сетевая архитектура, в которой задания или сетевая нагрузка распределены между поставщиками услуг, называемыми серверами, и заказчиками услуг, называемыми клиентами [40].
Физически клиент и сервер это программное обеспечение. Обычно они взаимодействуют через компьютерную сеть посредством сетевых протоколов и находятся на разных вычислительных машинах, но могут выполняться также и на одной машине. Программы расположенные на сервере ожидают от клиентских программ запросы и предоставляют им свои ресурсы в виде данных (например загрузка файлов посредством HTTP, FTP, BitTorrent или потоковое мультимедиа) или сервисных функций (например работа с электронной почтой, общение посредством cистем мгновенного обмена сообщениями, просмотр web-страниц во всемирной паутине).
Технология «Клиент — сервер» — это архитектура программного комплекса, в которой происходит распределение прикладной программы по двум логически различным компонентам (клиент и сервер), взаимодействующим по схеме «запрос-ответ» и решающим свои определенные задачи [40].
Архитектура клиент-сервер представлена на рисунке 4.
Рисунок 4 — Архитектура «Клиент — сервер»
Компьютер (или программа), управляющий и/или владеющий каким-либо ресурсом, называют сервером этого ресурс [50, с. 293].
Компьютер (или программа), запрашивающий и пользующийся каким-либо ресурсом, называют клиентом этого ресурса [50, с. 293].
Клиент и сервер могут находиться как на одном компьютере (ПК), так и на разных ПК в сети. Также может возникать такая ситуация, когда некоторый программный блок будет одновременно выполнять функции сервера по отношению к одному блоку и клиента по отношению к другому.
Основной принцип технологии «Клиент-сервер» заключается в разделении функций приложения как минимум на три группы:
- модули интерфейса с пользователем;
Также эту группу называют логикой представления. Через эту группу пользователи взаимодействуют с приложением. Независимо от конкретных характеристик логики представления (интерфейс командной строки, сложные графические пользовательские интерфейсы, интерфейсы через посредника) ее задача состоит в том, чтобы обеспечить средства для наиболее эффективного обмена информацией между пользователем и информационной системой.
- модули хранения данных;
Эту группу также называют бизнес-логикой. Бизнес-логика определяет, для чего конкретно предназначено приложение (например, прикладные функции, характерные для данной предметной области).
Разделение приложения по границам между программами обеспечивает естественную основу для распределения приложения на нескольких компьютерах.
- модули обработки данных (функции управления ресурсами);
Эту группу также называют логикой доступа к данным или алгоритмами доступа к данным. Алгоритмы доступа к данным исторически рассматривались как специфический для конкретного приложения интерфейс к механизму постоянного хранения данных наподобие файловой системы или СУБД. При помощи модулей обработки данных организуется специфический для приложения интерфейс к СУБД. При помощи интерфейса приложение управляет соединениями с базой данных и запросами к ней (перевод специфических для конкретного приложения запросов на язык SQL, получение результатов и перевод этих результатов обратно в специфические для конкретного приложения структуры данных).
Таким образом, архитектура клиент-сервер адаптирована для работы с большими объемами данных — сеть нагружается меньше, требования к пользовательским компьютерам, с точки зрения производительности, минимизируется. Однако возрастают требования к серверу, содержащему базу данных, поскольку теперь он один тянет нагрузку всех пользователей.
По технологии клиент-сервер работают программы 1С 8.х, использующие в качестве сервера БД MS SQL Server [38, с. 311].
Технология терминал-сервер принципиально отличается от двух предыдущих, тем, что конечному пользователю по сети передаются не сами интересующие его данных, а изображение этих данных.
Терминальный сервер, сервер терминалов (англ. terminal server) — сервер, предоставляющий клиентам вычислительные ресурсы (процессорное время, память, дисковое пространство) для решения задач [48, с. 108].
Технически терминальный сервер представляет собой очень мощный компьютер (либо кластер), соединенный по сети с терминальными клиентами — которые, как правило, представляют собой маломощные или устаревшие рабочие станции, либо специализированные решения для доступа к терминальному серверу. Терминальный сервер служит для удалённого обслуживания пользователя или администратора с предоставлением рабочего стола или консоли.
Логика процесса такова: пользователь подключается к так называемому «серверу терминалов» или «терминальному серверу» и сервер предоставляет пользователю свой Рабочий стол, свои программы и так далее. Соответственно, фактически пользователь работает за другим компьютером, физически удаленным от него, получая по сети только изображение Рабочего стола с запущенными программами с заданной частотой [33, с. 62].
Терминальный сервер по принципу работы на работу операционной системы, позволяющей работать нескольким пользователям по очереди без закрытия документов. Терминальный сервер позволяет то же самое — но одновременно. Несколько пользователей (в случае реальной работы — до сотен человек) подключаются к терминальному серверу и работают одновременно. При этом, в связи с тем, что у терминального сервера всего один комплект мыши/клавиатуры/монитора, содержимое экрана передаётся по сети (так же как от клиента по сети передаётся информация о нажатиях клавиш и движении мыши).
Терминальный сервер с точки зрения конкретного пользователя мало отличается от обычного компьютера (и большинство различий связано с различиями в версиях операционных систем).
С точки зрения же администратора, терминальный сервер позволяет обслуживать один компьютер, вместо сотни-другой, раскиданных по всему зданию.
Терминальный клиент организован следующим образом: каждому пользователю присваивается номер (обычно, в порядке подключения, 1, 2, и т.д.).
При этом все программы, которые запускает пользователь, работают с указанным номером (сами программы про этот номер могут и не «знать», за них «думает» операционная система).
Весь вывод программ (содержимое окна 1С, Internet Explorer’а, текстового редактора, и даже рабочий стол с меню «Пуск») с одним и тем же номером передаётся пользователю по сети (ровно так же передаётся ввод пользователя именно тем программам, которые запущены с его номером).
Напрямую взаимодействовать с программами с другим номером пользователь не может — и единственный метод увидеть «соседей» — во вкладке «пользователи» диспетчера задач.
Так как данные передаются по сети, то для этого используются сетевые протоколы. Некоторые из них специфичны для конкретных операционных систем, некоторые универсальны.
Применение технологии терминал-сервер значительно шире, нежели файл-сервер и клиент-сервер — если две последние применимы исключительно к работе баз данных, то первая используется для различных целей, поскольку получив удаленных доступ к терминальному серверу, то модно запускать любые программы — начиная от стандартного Блокнота в Windows и заканчивая сложными системами проектирования типа AutoCAD.
2.2 Использование средств передачи информации в информационной сфере
Понятие «информационная сфера» включает в себя три основополагающих компонента: средства телекоммуникации, компьютерные средства и информационные ресурсы, которые в них хранятся, обрабатываются и посредством их распространяются. Информационная сфера рассматривается как глобальная целостность, где приведены в действие программы управления; оконечная аппаратура, которая вовлечена в постоянную связь с пунктами происхождения и использования информации, которые, в свою очередь, рассеянны по всем сферам мира Земли, людей и машин [8, с. 125].
Одним из самых используемых средств для передачи информации в информационной сфере, является электронная почта.
Электронная почта (e-mail) — это специальный пакет программ для хранения и пересылки сообщений между пользователями ЭВМ. Посредством электронной почты реализуется служба безбумажных почтовых отношений.
Электронная почта является системой сбора, регистрации, обработки и передачи любой информации (текстовых документов, изображений, цифровых данных, звукозаписи и т.д.) по вычислительным сетям. Выполняет такие функции как редактирование документов перед передачей, их хранение в специальном банке, пересылка корреспонденции, проверка и исправление ошибок, возникающих при передаче, выдача подтверждения о получении корреспонденции адресатом, получение и хранение информации в собственном «почтовом ящике», просмотр полученной корреспонденции.
Электронная почта является чрезвычайно важным информационным ресурсом Интернет. Помимо того, что она представляет собой самое массовое средство электронных коммуникаций, через нее можно принять или послать сообщения еще в два десятка международных компьютерных сетей, часть из которых вовсе не имеют on-line сервиса, т.е. прямого подключения к Интернет.
Электронная почта во многом похожа на обычную почтовую службу. Корреспонденция подготавливается пользователем на своем рабочем месте либо программой подготовки почты, либо обычным текстовым редактором. Затем пользователь должен вызвать систему отправки почты (программа подготовки почты вызывает программу отправки автоматически), которая посылает сообщение на почтовый сервер адресата, где специальная программа занимается сортировкой почты и рассылкой ее по ящикам конечных пользователей. После запуска программы получения почты адресат устанавливает соединение со своим почтовым сервером и организует пересылку всех, полученных на свое имя сообщений.
Отметим, что почтовые серверы постоянно подключены к Сети, тогда как компьютеры участников переписки могут устанавливать соединение с ними по мере необходимости [35, с. 29]. Кроме того, получить и отправить почту можно через разные серверы Интернет. При настройке программы работы с электронной почтой независимо от ее интерфейса необходима следующая информация от провайдера: имя сервера исходящей почты, имя сервера входящей почты, имя пользователя и пароль, а также типы протоколов, используемые при почтовом обмене. Электронная почта зависит от Интернета и не может без него функционировать, а так же каждый пользователь электронной почты должен иметь свой личный адрес.
Надежность электронной почты сильно зависит от того, какие используются почтовые программы, насколько удалены друг от друга отправитель и адресат письма, и особенно от того, в одной они сети, или в разных. Если письмо все-таки потерялось, Вы об этом сможете узнать достаточно скоро и послать новое.
Это самое популярное на сегодня использование Internet у нас в стране. Оценки говорят, что в мире имеется более 50 миллионов пользователей электронной почты. В целом же в мире трафик электронной почты (протокол smtp) занимает только 3.7% всего.
Основная привлекательность электронной почты — ее быстрота. Но существуют и другие преимущества, которые не так широко известны. Телефон также предоставляет почти мгновенный доступ, но исследования показали, что около 75% телефонных вызовов заканчиваются безуспешно. Электронная почта имеет ту же скорость доступа, что и телефон, но не требует одновременного присутствия обоих абонентов на разных концах телефонной линии. Кроме того, она оставляет письменную копию послания, которое может быть сохранено или передано дальше. Более того, письмо одновременно может быть послано нескольким абонентам.
Другим, не менее важным средством для передачи информации, являются системы мгновенного обмена сообщениями.
Система обмена мгновенными сообщениями — службы мгновенных сообщений (Instant Messaging Service, IMS), программы онлайн-консультанты и программы-клиенты для обмена сообщениями в реальном времени через Интернет. Могут передаваться текстовые сообщения, звуковые сигналы, изображения, видео, а также производиться такие действия, как совместное рисование или игры. Многие из таких программ-клиентов могут применяться для организации групповых текстовых чатов.
Для подобного рода коммуникации необходима клиентская программа, так называемый мессенджер. Отличие от электронной почты здесь в том, что обмен сообщениями идёт в реальном времени. Большинство IM-клиентов позволяет видеть, подключены ли в данный момент абоненты, занесённые в список контактов. В ранних версиях программ всё, что печатал пользователь, тут же передавалось. Если он делал ошибку и исправлял её, это тоже было видно. В таком режиме общение напоминало телефонный разговор. В современных программах сообщения появляются на мониторе собеседника уже после окончания редактирования и отправки сообщения.
Как правило, мессенджеры не работают самостоятельно, а подключаются к центральному компьютеру сети обмена сообщениями, называемому сервером. Поэтому мессенджеры и называют клиентами (клиентскими программами) [2, с. 133].
Наиболее известные популярные сетей (и клиентов) обмена сообщениями, такие как IRC, Skype, AIM, ICQ, MSN, XMPP. Каждая из этих сетей разработана отдельной группой разработчиков, имеет отдельные серверы и протоколы, отличается своими правилами и особенностями. Между различными сетями обычно нет прямой связи (только в XMPP существует понятие межсетевого транспорта), таким образом, пользователь сети Skype не может связаться с пользователем сети ICQ, однако ничто не мешает быть одновременно пользователем нескольких сетей.
В качестве альтернативного мессенджера можно выбрать программу стороннего производителя, как коммерческую, так и бесплатную.
Популярными альтернативными программами для общения в сети ICQ являются QIP (через XMPP-транспорт), Trilian, Miranda. Также некоторые из них позволяют подключаться одновременно к нескольким сетям, то есть являются мультипротокольными, что избавляет от необходимости устанавливать отдельный мессенджер для каждой сети и позволяет общаться со всеми адресатами единым образом независимо от сети.
Большинство IM-сетей используют закрытые протоколы, поэтому альтернативные клиенты теоретически могут обладать меньшим количеством базовых функций, чем официальные, хотя на практике чаще бывает наоборот. Однако при изменениях протокола на стороне сервера сети альтернативные клиенты могут внезапно перестать.
В качестве альтернативы проприетарным протоколам для IM был разработан открытый и хорошо расширяемый протокол XMPP (также известный как Jabber. Этот протокол часто используется для организации общения в корпоративных и других локальных сетях и имеет ряд существенных преимуществ, как, например, шифрование сообщений и стабильность на неустойчивых каналах связи. Протокол децентрализованный, его архитектура напоминает электронную почту, где возможно общение между пользователями, имеющими аккаунты на разных серверах. Если нарушится работа одного сервера, то это не повлияет на работу всей сети.
Очень популярным средством для передачи мультимедиа контента являются BitTorrent-трекеры.
BitTorrent — («поток битов») — P2P-протокол (Peer2Peer- от равного к равному), предназначенный для обмена файлами через интернет [4, с. 59].
Торрент — (.torrent) — Это идентификатор. Т.е файл, который содержит в себе информацию о запрошенных файлах, а именно:
а) о размере и количестве фрагментов (файл разбивается на несколько тысяч частей) и контрольной сумме скачиваемого файла (файлов).
б) о трекере, на котором можно получить информацию об сидерах и личерах, распространяющих этот файл.
После того, как пользователи скачивают этот файл себе, они уже знают, где брать файлы, из которых был создан торрент. По сути, торрент-файл — это ярлык, который однозначно идентифицирует содержимое передаваемой информации и адрес, где можно получить эту информацию. Обычно весит примерно 100 кб, в дальнейшем открывается специальным торрент-клиентом.
Трекер — (tracker) — специализированный сервер, работающий по протоколу HTTP [4, с. 63]. Трекер нужен для того, чтобы клиенты могли найти друг друга. На трекере хранятся IP-адреса и входящие порты клиентов и хэш-суммы, уникальным образом идентифицирующие объекты, участвующие в закачках.
Перед началом скачивания клиент подсоединяется к трекеру по адресу, указанному в торрент-файле, сообщает ему свой адрес и хеш-сумму торрент-файла, на что в ответ клиент получает адреса других клиентов, скачивающих или раздающих этот же файл. Далее клиент периодически информирует трекер о ходе процесса и получает обновлённый список адресов. Этот процесс называется объявлением.
Клиенты соединяются друг с другом и обмениваются сегментами файлов без непосредственного участия трекера, который лишь хранит информацию, полученную от подключенных к обмену клиентов, список самих клиентов и другую статистическую информацию. Для эффективной работы сети BitTorrent необходимо, чтобы как можно больше клиентов были способны принимать входящие соединения. При соединении клиенты сразу обмениваются информацией об имеющихся у них сегментах. Клиент, желающий скачать сегмент, посылает запрос и, если второй клиент готов отдавать, получает этот сегмент. После этого клиент проверяет контрольную сумму сегмента. Если она совпала с той, что записана в торрент-файле, то сегмент считается успешно скачанным, и клиент оповещает всех присоединённых пиров о наличии у него этого сегмента. Если же контрольные суммы различаются, то сегмент начинает скачиваться заново.
Таким образом, объём служебной информации (размер торрент-файла и размер сообщений со списком сегментов) напрямую зависит от количества, а значит, и размера сегментов. Поэтому при выборе сегмента необходимо соблюдать баланс: с одной стороны, при большом размере сегмента объём служебной информации будет меньше, но в случае ошибки проверки контрольной суммы придется скачивать ещё раз больше информации. С другой стороны, при малом размере ошибки не так критичны, так как необходимо заново скачать меньший объём, но зато размер торрент-файла и сообщений об имеющихся сегментах становится больше.
