Φύλλο εργασίας. Ερωτήσεις ανασκόπησης του μαθήματος

Transcript

1 Φύλλο εργασίας Παραθέτουμε μια ομάδα ερωτήσεων ανασκόπησης του μαθήματος και μια ομάδα ερωτήσεων κρίσης για εμβάθυνση στο αντικείμενο του μαθήματος. Θεωρούμε ότι μέσα στην τάξη είναι δυνατή η κατανόηση των περισσότερων εννοιών από τους περισσότερους μαθητές. Για την υποβοήθηση των ασθενέστερων μαθητών προτείνεται η ανάθεση μικρών εργασιών σε ομάδες των τριών ώστε μέσα από ένα πνεύμα συνεργασίας να κατακτήσουν τις απαραίτητες γνώσεις όλοι. Για τους επιμελέστερους μαθητές προορίζεται η δεύτερη ομάδα ερωτήσεων που περιλαμβάνει σχετικά αλλά αδίδακτα μέρη της θεωρίας και τους κινητοποιεί να αναζητήσουν τις απαντήσεις πέρα από το διδακτικό σχολικό βιβλίο. Ερωτήσεις ανασκόπησης του μαθήματος 1. Τι είναι επικοινωνιακό σύστημα; 2. Γιατί απαιτείται συγχρονισµός συστηµάτων εκποµπής και λήψης κατά τη μετάδοση ψηφιακών σημάτων; 3. Να αναφερθούν 5 τρόποι επικοινωνίας σε μεγάλες αποστάσεις. 4. Μειονεκτήματα των αναλογικών συστημάτων επικοινωνίας. 5. Πλεονεκτήματα ψηφιακών συστημάτων. 6. Αίτια επικράτησης των ψηφιακών συστημάτων. 7. Τι εξυπηρετεί η μετατροπή αναλογικού σήματος σε ψηφιακό; 8. Τι είναι παραμόρφωση σήματος; 9. Τι είναι θόρυβος; 10. Με ποιούς ισοδύναμους τρόπους μπορεί να περιγραφεί ένα τηλεπικοινωνιακό σήμα; 11. Μια τετραγωνική παλμοσειρά είχε πλάτος παλμού 5 volt κατά την εκπομπή και μόνον 4.7 volt όταν έφθασε στον δέκτη. Τι προβλήματα θα δημιουργηθούν; Σχήμα 1Α Σχήμα 1Β 12. Μια τετραγωνική παλμοσειρά είχε τη μορφή του Σχ. 1Α κατά την εκπομπή και τη μορφή του Σχ. 1Β κατά τη λήψη. Τι προβλήματα θα δημιουργηθούν;

2 Σχήμα 2Α Σχήμα 2Β 13. Ποιά παλμοσειρά από τις 2Α και 2Β του Σχ. 2 είναι περιοδική; Σχήμα 3Α Σχήμα 3Β 14. Ποιά σχέση συνδέει τις ανωτέρω παλμοσειρές του Σχ. 3; 15. Ποιά είναι η περίοδος σήματος συχνότητας 200 MHz; Ερωτήσεις κρίσης για εμβάθυνση στο αντικείμενο 1. Το μεγάφωνο (α) και το μικρόφωνο (β) αποτελούν διατάξεις μετατροπής μορφών ενέργειας. Ποιά μορφή ενέργειας μετατρέπει καθένα από αυτά; 2. Τι επίδραση έχει το περιβάλλον (ή το μέσο διάδοσης) στην επικοινωνία; Διακρίνετε τις περιπτώσεις που το μέσο διάδοσης είναι (α) ο ατμοσφαιρικός αέρας, (β) το θαλασσινό νερό και (γ) το κενό, ενώ η πηγή πληροφορίας είναι (Ι) η ανθρώπινη φωνή και (ΙΙ) ένας ηλεκτρονικός υπολογιστής. 3. Ποιό είναι το μέσο διάδοσης όταν η πηγή πληροφορίας είναι ένα μεγάφωνο; 4. Είναι δυνατή η προσθήκη συστήματος ψηφιοποίησης στην έξοδο ενός μεγαφώνου; 5. Αν ένα ψηφίο «διαβασθεί» εσφαλµένα µπορεί να αχρηστευθεί ολόκληρο αρχείο δεδομένων. Υπάρχει τρόπος διόρθωσης τέτοιων σφαλμάτων;

3 Απαντήσεις στις Ερωτήσεις ανασκόπησης 1. Σύστημα τηλεπικοινωνιών είναι το σύνολο των ηλεκτρονικών, φωτονικών και ηλεκτρομηχανικών διατάξεων που απαιτούνται για την επεξεργασία, εκπομπή, λήψη και καταγραφή σημάτων. Έχει τη δυνατότητα μετατροπής μηχανικών ταλαντώσεων σε ηλεκτρικά σήματα και αντιστρόφως ώστε να προσαρμόζει την πληροφορία στην καταλληλότερη μορφή για μετάδοση στον τελικό αποδέκτη. 2. Για την ταυτοποίηση της ακολουθίας λήψης με την ακολουθία εκπομπής. 3. Εάν χρησιμοποιηθούν σύγχρονα συστήματα, οι τρόποι επικοινωνίας ανάγονται σε εκείνους που υλοποιούνται: α) Με ενσύρματη (ηλεκτρική ή καλωδιακή) ζεύξη, και β) Με ασυρματική ζεύξη μέσω ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Ενδιάμεσος τρόπος είναι αυτός με χρήση οπτικής ίνας. Όλοι οι άλλοι τρόποι (χρήση κατόπτρων, φρυκτωρίες, σημαφόροι κλπ.) δεν εξασφαλίζουν την μυστικότητα της πληροφορίας. 4. α) Απαιτείται συγχρονισμός συστημάτων εκπομπής και λήψης. β) Απαιτείται ευρύτερο φάσμα συχνοτήτων (εύρος ζώνης), που λόγω μεγάλης ζήτησης είναι πολύ δαπανηρό. γ) Απαιτείται μετατροπή των φυσικών (αναλογικών) δεδομένων σε ψηφιακά και αντιστρόφως, μετά από τη μεταφορά. δ) Αν ένα ψηφίο «διαβασθεί» εσφαλμένα μπορεί να αχρηστευθεί ολόκληρο αρχείο ή να εξαχθούν εσφαλμένα αποτελέσματα 5. α) Χρήση απλών και φθηνών κυκλωμάτων β) Χρήση τεχνικών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων με σημερινή δυνατότητα περισσότερων από 1.5 δισεκατομμύρια τρανζίστορ ανά 10 cm 2. γ) Δυνατότητα κρυπτογράφησης = Ασφάλεια δ) Δυνατότητα μετάδοσης πολλαπλών μορφών σημάτων μαζί: φωνή, εικόνα, κείμενο ε) Ελαχιστοποίηση παραμόρφωσης & θορύβου στ) Ενσωμάτωση σε Η/Υ & έλεγχος μέσω λογισμικού ζ) Εύκολη αποθήκευση δεδομένων 6. α) Στο ψηφιακό σήμα η πληροφορία είναι ανεξάρτητη του πλάτους των τετραγωνικών παλμών το οποίο, με την εξέλιξη της τεχνολογίας, γίνεται διαρκώς μικρότερο.

4 β) Η σμίκρυνση του πλάτους των παλμών συνεπάγεται ηλεκτρικές πηγές μικρότερης τάσης, μικρότερες διαστάσεις ηλεκτρονικών διατάξεων και κυκλωμάτων, μικρότερη κατανάλωση ενέργειας, ταχύτερες διαδικασίες, μικρότερο όγκο και βάρος και συνεπώς φορητότητα. 7. α) Την ανάγκη επεξεργασίας σημάτων του φυσικού κόσμου που είναι αναλογικά. β) Όταν ψηφιοποιούνται τα αναλογικά σήματα καθίστανται απρόσβλητα από παραμόρφωση συχνότητας & θόρυβο 8. Η σημαντικότερη παραμόρφωση είναι η παραμόρφωση συχνότητας, όταν δηλαδή αλλοιώνεται το φάσμα ενός σήματος συνήθως λόγω επιλεκτικής εξασθένησης μερικών συχνοτήτων (φιλτράρισμα). 9. Θόρυβος είναι η παρασιτική παρουσία ανεπιθύμητων συχνοτήτων στο μεταδιδόμενο φάσμα. Γενικότερα είναι η ύπαρξη ανεπιθύμητων πληροφοριών. 10. Κάθε σήμα μπορεί να περιγραφεί με τουλάχιστον δύο ισοδύναμους τρόπους: α) σαν συνάρτηση του χρόνου (στο πεδίο του χρόνου) β) σαν συνάρτηση της συχνότητας (στο πεδίο των συχνοτήτων) Η ισοδυναμία προκύπτει από τη σχέση της περιόδου Τ ενός σήματος και της συχνότητάς του f, δηλαδή f = 1/T 11. Στο ψηφιακό σήμα η πληροφορία είναι ανεξάρτητη του πλάτους των τετραγωνικών παλμών. Κανένα πρόβλημα. 12. Ομοίως με ανωτέρω. Κανένα πρόβλημα. 13. Η 2Β. 14. Είναι και οι δύο μη περιοδικές x10-9 = 5ns

5 Απαντήσεις στις Ερωτήσεις κρίσης 1. (α) Ηλεκτρικές ταλαντώσεις σε μηχανικές (β) Αντιστρόφως. 2. Αν το σήμα της ανθρώπινης φωνής δεν μετατραπεί σε ηλεκτρικές ταλαντώσεις και ακολούθως υποστεί ψηφιοποίηση, τότε, διαδίδεται στο νερό με μεγαλύτερη ταχύτητα αλλά και εξασθένηση απʼ ότι στον αέρα. Στο κενό δεν διαδίδεται. Αν η φωνή ψηφιοποιηθεί τότε ισχύει ό,τι και για τον Η/Υ. Το σήμα του Η/Υ είναι ψηφιακό, επομένως θα μεταδοθεί μέσω ψηφιακού συστήματος επικοινωνίας. Αν δεν χρησιμοποιηθούν καλώδια, οπτικές ίνες κλπ, αλλά ένας πομπός ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, τότε το σήμα διαδίδεται και στα 3 μέσα με μικρές διαφοροποιήσεις στην εξασθένηση. 3. Ο ατμοσφαιρικός αέρας. 4. Οι μηχανικές ταλαντώσεις δεν ψηφιοποιούνται. 5. Μαζί με το σήμα πληροφορίας εκπέμπονται διαδοχικά παλμοί ελέγχου που αν δεν αφιχθούν κανονικά δίδεται ένδειξη σφάλματος και επαναλαμβάνεται η εκπομπή.