Основные сведения о телекоммуникационных системах

Введение 3
Глава I. Основные понятия о компьютерных системах и информационных технологиях 4
1.1. Основные сведения о телекоммуникационных системах (ТКС) 4
1.1.1. Назначение и характерные особенности ТКС 4
1.1.2. Типы сетей и каналов связи 5
1.1.3. Синхронный и асинхронный режимы передачи 7
1.1.4. Аналоговый и цифровой методы кодирования данных 8
1.2. Дешифраторы 11
Глава II. Арифметические и логические основы ЭВМ 14
2.1. Структурная схема операционного блока (ОБ) и ее компоненты для выполнения операции 14
2.2. Составление временных диаграмм работы ОБ для значений X1=98, X2=74, X3=20, X4=02 17
Заключение 19
Список использованной литературы 20

1.1.1. Назначение и характерные особенности ТКС

Основная функция ТКС, или территориальных сетей связи, заключается в обеспечении оперативного и надежного обмена информацией между абонентами сети. Общепринятое название информации, которой обмениваются, - сообщение. Главные показатели эффективности функционирования ТКС – верность и время доставки информации. Они зависят от ряда факторов: структуры сети связи, пропускной способности каналов связи, способов соединения каналов связи между взаимодействующими абонентами, протоколов информационного обмена, методов доступа абонентов к передающей среде, методов маршрутизации пакетов и др.

Характерные особенности ТКС:
• Разнотипность каналов связи – от проводных каналов тональной частоты до оптоволоконных и спутниковых каналов;
• Ограниченность пропускной способности и числа каналов связи между удаленными абонентами.
...

1.1.2. Типы сетей и каналов связи

В ТКС используются сети связи – телефонные, телеграфные, телевизионные, спутниковые. В качестве линий связи применяются: кабельные телефонные линии связи (на основе витой пары или коаксиального кабеля), волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) или световоды, радиорелейные и радиолинии.
Среди кабельных линий связи наилучшие показатели имеют световоды.

Основные их преимущества:
• высокая пропускная способность (сотни мегабит в секунду);
• нечувствительность к внешним электромагнитным полям и отсутствие собственных электромагнитных излучений;
• низкая трудоемкость прокладки оптического кабеля;
• искро-, взрыво-, и пожарная безопасность;
• повышенная устойчивость к агрессивным средам;
• небольшая удельная масса (отношение погонной массы к полосе пропускания);
• возможность применения в различных областях (магистрали коллективного доступа, системы связи ЭВМ с периферийными устройствами локальных сетей и др.).
...

1.1.3. Синхронный и асинхронный режимы передачи

В сетях ТКС поток цифровых данных с помощью модема на выходе компьютера преобразуется в аналоговую форму. Это единственно возможный способ передачи информации по телефонным каналам связи.
Модем, размещенный на приемном конце, преобразует аналоговый сигнал в цифровой. Процесс преобразования включает в себя временную дискретизацию входящего аналогового сигнала и квантование его по соответствующему уровню, с тем, чтобы восстановить первоначальный поток цифровых данных. Для безошибочной передачи цифрового сигнала по аналоговой линии принимающий модем должен функционировать с той же скоростью, что и передающий, т. е. их работа должна быть синхронизирована. Для этого используются два вида передачи данных: асинхронная и синхронная.
Асинхронная передача реализуется по символьно-ориентированной схеме, при которой данные передаются посимвольно.
...

1.1.4. Аналоговый и цифровой методы кодирования данных

Пересылка данных от одного узла ТКС к другому осуществляется последовательной передачей битов сообщения от источника к пункту назначения. Физически информационные биты передаются в виде аналоговых или цифровых электрических сигналов. Аналоговыми называют сигналы, параметры которых могут иметь бесчисленное множество значений в пределах ограниченного диапазона. Цифровые сигналы могут иметь одно или конечный набор значений.
При работе с аналоговыми сигналами для передачи закодированных данных используется аналоговый несущий сигнал синусоидальной формы, а при работе с цифровыми сигналами – двухуровневый дискретный сигнал. Аналоговые сигналы менее чувствительны к искажению, обусловленному затуханием в передающей среде, зато кодирование и декодирование данных проще осуществляется для цифровых сигналов.
Аналоговое кодирование.
...

1.2. Дешифраторы

Дешифратор, устройство для расшифровки (декодирования) сообщения и перевода содержащейся в нём информации на язык (в код) воспринимающей системы.

Рис. 1.2.1. Пример дешифратора 2×4
Дешифраторами называются комбинационные устройства, преобразующие n-разрядный двоичный, троичный или k-ичный код в -ичный одно единичный код, где - основание системы счисления. Логический сигнал, появляется на том выходе, порядковый номер которого соответствует двоичному, троичному или k-ичному коду. Дешифраторы являются устройствами, выполняющими двоичные, троичные или k-ичные логические функции (операции).
Двоичный дешифратор работает по следующему принципу: пусть дешифратор имеет N входов, на них подано двоичное слово xN − 1xN − 2...x0, тогда на выходе будем иметь такой код, разрядности меньшей или равной 2N, что разряд, номер которого равен входному слову, принимает значение единицы, все остальные разряды равны нулю.
...

Глава II. Арифметические и логические основы ЭВМ

2.1. Структурная схема операционного блока (ОБ) и ее компоненты для выполнения операции

Данная формула предназначена для операции над двоичными числами. Эти операции – вычитание, сложение, инверсия.
1. Логический элемент «не» соответствует логической операции - инверсия. В булевой алгебре эта операция обозначается «-». Условное обозначение логического элемента «НЕ» (инвертора) показано на рисунке 2.1.1.

Рис. 2.1.1. Схематичное представление логического элемента «не»

Таблица истинности логического элемента «не» представлена в таблице:
Таблица 2.1.1.
X
Y
0
1
1
0

На языке цифровой техники «НЕ» означает, что этот элемент является инвертором – электронным устройством, выходной сигнал которого противоположен входному. Элемент логического отрицания (инвертор) предназначен для реализации инверсии чисел в двоичном коде в схеме для заданной формулы.

2.2. Составление временных диаграмм работы ОБ для значений X1=98, X2=74, X3=20, X4=02
Данные значения на входных сигналах заданы в шестнадцатеричной форме. Для реализации выполнения логических операций и получения результата необходимо перевести их в двоичную форму:
X1=9816=10011000
X2=7416=01110100
X3=2016=00100000
X4=0216=00000010
На входы X1, X2, X3, X4 подаются сигналы – числа в двоичном коде. Вначале производим выполнение вычислений в первой скобке выражения – вычитание X1 и X2. Эта операция представляет собой сумму чисел . Сначала инвертируем X2, используя элемент «НЕ». Затем это слагаемое переводим в обратный код. Для этого переводим в дополнительный код – инвертируем при помощи логического элемента «НЕ», затем используя сумматор, складываем X1 и X2, далее на вход переноса подан уровень лог. 1, что обеспечивает прибавление к результату сложения единицы, и получившийся результат инвертируем, используя элемент «НЕ», при этом получим промежуточный результат Y1.
...

Заключение

В процессе развития вычислительной техники проявилась тенденция связи отдельных машин между собой и построения таким образом вычислительных сетей. Эта тенденция к настоящему времени приобрела глобальный характер и привела к значительному прогрессу телекоммуникационных средств и сетевых технологий. Характерной особенностью современного этапа развития вычислительных сетей является интенсивное совершенствование не только кабельных линий связей, но и беспроводных способов передачи информации. Идея объединение нескольких компактно расположенных машин в единый вычислительный комплекс послужила предпосылкой построения эффективных кластерных схем многомашинных вычислительных систем. Кластерные системы успешно применяются для решения сложных задач – от расчетов для науки и промышленности до управления базами данных.
...