Ηλεκτρονικοί Υπολογιστές & ιαδίκτυο Ζευγώλης ηµήτριος
ΓΤΠ 61 Πληροφορική - Πολυµέσα Περιεχόµενο Μετάδοση εδοµένων Τεχνολογία Συνδέσεων ίκτυα Υπολογιστών, Internet
Τι είναι το Φως -1 Ορατή Ακτινοβολία, µια πολύ µικρή σχισµή, που γίνεται αντιληπτή από το ανθρώπινο µάτι
Τι είναι το Φως -2 Ραβδία κωνία * Χρωµατικό ερέθισµα της πηγής προκαλεί χρωµατικό ερέθισµα του µατιού και παράγει το ΧΡΩΜΑ * Τα βασικά χρώµατα αντιστοιχούν σε τρία διαφορετικά είδη Ραβδίων R B * Συνδυασµός των βασικών χρωµάτων αποδίδει όλα τα χρώµατα της φύσης G
Μίξη χρωµάτων και παραγωγή νέων χρωµάτων -1 Έννοιες: RGB.οθόνες ΗΥ, τηλεόραση, LCD Το ΛΕΥΚΟ ΧΡΩΜΑ Το ΜΑΥΡΟ Προσθετική ανάµειξη χρωµάτων (RGB) Αφαιρετική ανάµειξη χρωµάτων (CMYK) R G B CMYK. Τεχνολογία εκτυπώσεων RGB (25%R, 50%G, 25%B) Στο RGB κωδικοποιούνται όλοι οι δυνατοί συνδυασµοί µε 3 αριθµούς, που κυµαίνονται µεταξύ 0-255 Στο CMYK κωδικοποιούνται όλοι οι δυνατοί συνδυασµοί µε 4 αριθµούς, που κυµαίνονται µεταξύ 0-100
Μίξη χρωµάτων και παραγωγή νέων χρωµάτων -2 Hue (χρωµατικού τόνου) Saturation (κορεσµός) Brightness (φωτεινότητα)
Μετάδοση δεδοµένων: Επίτευξη (1) modem Κωδικοποιητής Οπτική ίνα αποκωδικοποιητής modem Κείµενο, Φωνή Φωτογραφία κλπ σε ψηφιακή ανάλυση ιαµόρφωση διοδικού λέιζερ (ON-OFF) Μετάδοση δεδοµένων µέσω οπτικής ίνας Ανάκτηση δεδοµένων µέσω ηλεκτρονικών
Μετάδοση δεδοµένων: Έννοιες (2) Ταχύτητα διάδοσης πόσο συχνά (στη µονάδα του χρόνου) το σήµα αλλάζει την τιµή του Μονάδα Μέτρησης: Baud (Emile Baudet, 1845-1903) Παράδειγµα ενός 4 Baud κανάλι επικοινωνίας: 0 s, 0.25 s, 0.5 s, 0.75s t
Μετάδοση δεδοµένων: Έννοιες (3) Ρυθµός µετάδοσης : Η ποσότητα µετάδοσης των δεδοµένων στη µονάδα του χρόνου Μονάδες µέτρησης : Bits per second (bps) Παράδειγµα σήµα µε συχνότητα δειγµατοληψίας =40KHz και ανάλυση πληροφορίας ΑΠ=8 bps διαδίδεται µέσα σε µια οπτική ίνα. Ποιο είναι το bit rate(byte per sec); Αν είναι η συχνότητα δειγµατοληψίας ενός σήµατος ανά sec και ΑΠ είναι το µέγεθος bit ανά δείγµα. Το Bit-rate = 40KHz x 8 bps / (8 bit/byte)=40 Kbyte per sec Πόσος χώρος µνήµης απαιτείται για την αποθήκευση 2min; Χώρος = Bit-rate x 2min x 60sec/min=4800 Kbyte =4.8 MByte
Μετάδοση δεδοµένων: Έννοιες (4) Εύρος ζώνης συχνοτήτων Μονάδα Μέτρησης Είναι το Μέτρο για την ικανότητα (όγκου) µετάδοσης του καναλιού επικοινωνίας Η συχνότητα µετάδοσης µιας πληροφορίας µετριέται σε µονάδες Hertz (Hz) (από το γερµανό επιστήµονα Heinrich Hertz, 1857 1894). Επίσης, ως µονάδα µέτρησης χρησιµοποιούµε και το ρυθµό µετάδοσης δεδοµένων Bits/s (bps) Εφαρµογή Στις τηλεπικοινωνίες, ο ρυθµός µετάδοσης των δεδοµένων (bps) εξαρτάται από το εύρος συχνοτήτων (Hz) του καναλιού επικοινωνίας.
Τεχνολογίες Σύνδεσης (1) Γραµµές Επικοινωνίας Έννοιες: Ενσύρµατο & Ασύρµατο ίκτυο Πόλεως Οµοαξονικά καλώδια UTP (Unshielded Twisted Pair) LAN (Local Area Network) Wireless LAN
Τεχνολογίες Σύνδεσης (2) Ποιες Τεχνολογίες χρησιµοποιούνται για τη ενσύρµατη και ασύρµατη µετάδοση σηµάτων; ίκτυο πόλεως ( ΕΗ) Τηλεφωνικό ίκτυο Ενσύρµατη επικοινωνία (χάλκινα καλώδια, οπτικές ίνες) Ασύρµατη επικοινωνία (κινητή τηλεφωνία) Καλωδιακή τηλεόραση Ενσύρµατη επικοινωνία (χάλκινα καλώδια, οπτικές ίνες) Ασύρµατη επικοινωνία (δορυφορική σύνδεση) Τοπικά ίκτυα (LAN) Ενσύρµατη επικοινωνία (οµοαξονικά καλώδια, UTP Ethernet) Ασύρµατη επικοινωνία (Wireless LAN Infrarot) Ethernet Συνδυασµός ενσύρµατης & ασύρµατης επικοινωνίας
Οπτικές Ίνες (1) - Έννοιες Μέσον ιάδοσης καλώδιο οπτικές ίνες Ρυθµός διάδοσης (Ρ ) 100 Mb/s 2000 Mb/s Μέγιστη απόσταση (Ζ) ~1 km >100 km (διάδοση χωρίς ενίσχυση) Ικανότητα Μέσου ιάδοσης A= (Ρ ) x (Z) 0.1Gb-Km/sec 200.00Gb-Km/sec
Οπτικές Ίνες (2) - Εφαρµογές
Οπτικές Ίνες (3) - Συγκριτικό παράδειγµα ιαθέτουµε µια βάση δεδοµένων, που αντιστοιχεί σε 100 µαγνητοταινίες µε περιεχόµενο 10 Gbyte εκάστη, εποµένως το περιεχόµενο είναι συνολικά 100x10=1000Gbyte =1 Terabyte. Τη βάση αυτή των δεδοµένων θέλουµε να τη µεταφέρουµε ηλεκτρονικά σε µια απόσταση 1Km. Πόσο θα διαρκέσει η µετάδοση δεδοµένων? Ηλεκτρικά καλώδια Οµοαξονικό καλώδιο Οπτικές ίνες 8 192 000 sec. = 95 ηµέρες 81 920 sec. = 1 ηµέρα 4 096 sec. = 1h10min Επεξήγηση Προθεµάτων 1 k (kilo) = 10^3 25KHz=25000 Hz 1 M (Μega) = 10^6 55MHz=55 000 000 Hz 1 G (Giga) = 10^9 1 T (Tera) = 10^12 512THz=512 000 000 000 000 Hz
Είδη Επικοινωνίας Μετάδοση βάσεων δεδοµένων Ενσύρµατη Επικοινωνία Μεταξύ δυο Η/Υ ενεργοποιείται µια διαρκής φυσική διεργασία που προσφέρει τη δυνατότητα της ενδοεπικοινωνίας. Κλασικό παράδειγµα είναι η αρχή της τηλεφωνίας. Σειριακή Επικοινωνία Βάσεις δεδοµένων «τεµαχίζονται-οργανώνονται» σε µικρά πακέτα πληροφοριών, τα οποία στέλνονται (το ένα ανεξάρτητα από το άλλο) και σε σειριακή µορφή µέσω του ικτύου στον παραλήπτη ή τους παραλήπτες.
Πρωτόκολλα Για να µπορούν δυο Η/Υ να επικοινωνούν µεταξύ τους, εφόσον συνδεθούν σε ένα ίκτυο υπολογιστών, εισάγουµε τα αποκαλούµενα Πρωτόκολλα επικοινωνίας. Τα Πρωτόκολλα επικοινωνίας είναι κωδικοποιηµένες οδηγίες για δεδοµένα και ροής προγραµµάτων, τα οποία ρυθµίζουν τη µετάδοση δεδοµένων. Οι Η/Υ µπορούν να ανταλλάσσουν δεδοµένα, εφόσον χρησιµοποιούν το ίδιο Πρωτόκολλο επικοινωνίας.
Πρωτόκολλα Ιστορική Αναδροµή Τη δεκαετία του '80, τα διαδικτυακά πρωτόκολλα κατάφεραν να ενώσουν δυο ηλεκτρονικούς υπολογιστές, δηµιουργώντας το ιαδίκτυο. έκα χρόνια αργότερα, το πρωτόκολλο µεταφοράς υπερκειµένου (hypertext) ένωσε δύο κείµενα, δηµιουργώντας το World Wide Web. Σήµερα, το ενδιαφέρον εστιάζεται στην ανάπτυξη ενός πρωτοκόλλου πλέγµατος, που θα ενώνει βάσεις δεδοµένων, εργαλεία προσοµοίωσης και οπτικοποίησης και την ισχύ των υπολογιστών, έτσι ώστε η φυσική τοποθεσία των υπολογιστικών πόρων να µην έχει πλέον σηµασία. Η ιδέα ενός τέτοιου πρωτοκόλλου είναι, οι ηλεκτρονικοί υπολογιστές να λαµβάνουν την ισχύ τους από τον κυβερνοχώρο και να την χρησιµοποιούν στην απαιτούµενη εφαρµογή.
Συνιστώσες Επικοινωνίας (1) Έννοιες: Host Repeater Bridge Router Gateway Hub Switch
Συνιστώσες Επικοινωνίας (2) - οµή των ικτύων Host Hub Bridge Host Repeater Hub Bus (κοινό) Hub Baum (ιεραρχικό)
Συνιστώσες Επικοινωνίας (3) - Ορισµοί Repeater Ενισχυτής σήµατος που µετά από την εξάντληση του µήκους του καλωδίου, αναζωογονεί το σήµα και επιµηκύνει εποµένως τη συνολική απόσταση µετάδοσης. Bridge Ενώνει υποδίκτυα για την αποφυγή υπερφόρτισης ή µη οµοειδή LAN. Router Ενώνει υποδίκτυα µε τη φιλοσοφία των ικτυακών ιευθύνσεων. Μεταβιβάζει πακέτα πληροφοριών, των οποίων ο αποδέκτης είναι γνωστός. Κατάλληλα για Firewall (συνιστώσες προστασίας & ασφάλειας)
Συνιστώσες Επικοινωνίας (4) - Ορισµοί Gateway Ενώνει δίκτυα υπολογιστών, οι οποίοι χρησιµοποιούν διαφορετικά πρωτόκολλα επικοινωνίας. Hub Συνιστώσα επικοινωνίας σε σύγχρονα LANs, που χρησιµοποιείται αντί Repeater και Bridges. Συµπεριφέρεται ως Ethernet bus. Switch Οµοιότητες όπως το Hub. Όλοι οι σύνδεσµοι µπορούν, ανεξάρτητα µεταξύ τους, να µεταβιβάσουν δεδοµένα.
Wireless LAN Ασύρµατα ίκτυα LAN χρησιµοποιούν διαφορετικούς ρυθµούς µετάδοσης Μέσος ρυθµός µετάδοσης στα 10 Mbit/s Όριο µετάδοσης περίπου 300 m Συστήµατα υπέρυθρης υποστήριξης έχουν επιφάνεια διαθεσιµότητας περίπου 500 m 2
Τύποι Επικοινωνιών µέσω ικτύου Έννοιες: Client/Server Client: Οποιαδήποτε πρόγραµµα χρησιµοποιεί τις υπηρεσίες ενός άλλου Server: Ένα πρόγραµµα που παρέχει µια υπηρεσία σε ένα άλλο, τον Client Peer-to-peer (P2P) Θέσεις υπολογιστών
Το µοντέλο Client/Server Fileserver Printserver Client Πλεονεκτήµατα Επιµερισµός Ressourcen Αξιοπιστία Περιορισµένο κόστος αγοράς Client Μειονεκτήµατα Client Aπολύπλοκο σύστηµα - διαχείρισης Μειωµένη ασφάλεια
Το µοντέλο Peer-to-peer (P2P) Κάθε PC µπορεί να είναι τόσο Client όσο και Server Πλεονέκτηµα Απλοποίηση του συστήµατος Μειονεκτήµατα Υποστήριξη λίγων Peers Καµία ασφάλεια
Τοπικό ίκτυο: Θέσεις Υπολογιστών Για το φοιτητή Γιάννη κατειληµµένο το αρχείο αυτό Αίθουσα τοπικών PC Server µε αρχεία, τα οποία προσδιορίζονται για συγκεκριµένους χρήστες Π.χ. φοιτητής Γιάννης (hg.n1.eap.gr) C: T: Εγγραφή φοιτητή Γιάννη (login)
Internet (1) Έννοιες: Internet TCP/IP Υπηρεσίες Internet Intranet
Internet - 2 Το Internet δεν είναι ΚΑΝΕΝΑ ταυτοποιήσιµο δίκτυο (σε σχέση µε τους υπολογιστές και τις συνιστώσες του). Eίναι ένας παγκόσµιος ιστός (ανοικτό δίκτυο), µέσω του οποίου οι υπολογιστές επικοινωνούν στέλνοντας τις πληροφορίες σε πακέτα. Στηρίζεται στα πρωτόκολλα TCP/IP και τις αντίστοιχες υπηρεσίες τους. Το Intranet είναι τµήµα του Internet που χρησιµοποιείται εσωτερικά στα πλαίσια ενός οργανισµού ή µιας εταιρείας
Υπηρεσίες Internet Οι πλέον δηµοφιλείς: E-Mail, WWW und File Transfer. Αντίστοιχα Πρωτόκολλα: SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) για E-Mail. HTTP (Hypertext Transfer Protocol) για World Wide Web. FTP (File Transfer Protocol) για εδοµένα. Σύγχρονοι Browser «καταλαβαίνουν» και τα τρία πρωτόκολλα και µπορούν εποµένως να ανταποκριθούν σε Mail-Server, WWW-Server und FTP-Server ansprechen. Browser είναι ένας client του παγκόσµιου ιστού που επιτρέπει στον χρήστη να διαβάσει τις πληροφορίες που υπάρχουν στον ιστό
Πρωτόκολλα TCP/IP Απλοποιηµένο µοντέλο TCP/IP Εφαρµογή Μετάδοση Παροχή Πρωτόκολλα Internet FTP HTTP DNS TFTP TCP UDP IP DNS: Domain Name Server TFTP: Trivial File Transport Protocol TCP: Transmission Control Protocol UDP: User Datagram Protocol Παροχή ίκτυο 1 ίκτυο 2 ίκτυο 3 IP: Internet Protocol