ΘΕΜΑ 1 (20%) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΗ ΤΕΛΙΚΗ ΕΞΕΤΑΣΗ 2011 2012 4.7.2012 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ Ερώτηση 1: Η κάλυψη μιας ευρείας γεωγραφικής περιοχής απαιτεί συνολικά 100 συστάδες κυψελών με παράγοντα επαναχρησιμοποίησης συχνοτήτων για το GSM, 1/12 (Σχήμα 1). Κυψέλη 5 Σχήμα 1: Συστάδα κυψελών για το κυψελωτό σύστημα GSM Να απαντηθούν τα παρακάτω υποερωτήματα: Υποερώτημα 1.1: Με βάση τις καταχωρηθείσες συχνότητες στην κυψέλη 5, να προσδιορισθεί ο αριθμός των κυψελών που χρησιμοποιούν τις ίδιες συχνότητες με αυτές της κυψέλης 5 και που απέχουν την ελάχιστη δυνατή απόσταση από τη συγκεκριμένη κυψέλη ώστε να αποφευχθεί η συγκαναλική παρεμβολή. Να λάβετε υπόψη ότι η συστάδα κυψελών του Σχήματος 1, βρίσκεται στο κέντρο του συνόλου των 100 συστάδων. Υποερώτημα 1.2: Με δεδομένο ότι το χρησιμοποιούμενο φάσμα συχνοτήτων στην άνω ζεύξη είναι από 890 900 ΜΗz και το συνδρομητικό φορτίο είναι ομοιόμορφα κατανεμημένο σε ολόκληρη τη γεωγραφική περιοχή, να συμπληρωθούν τα πεδία με την αντίστοιχη αιτιολόγηση του παρακάτω πίνακα: Α/Α Παράμετρος Απάντηση Αιτιολόγηση 1 Συνολικό απαιτούμενο εύρος συχνοτήτων της άνω ζεύξης για χρήση σε ολόκληρη τη γεωγραφική περιοχή κάλυψης 1
2 Συνολικός αριθμός κεραιών λήψης στους Σταθμούς Βάσης (BTSs) σε ολόκληρη τη γεωγραφική περιοχή κάλυψης 3 Συνολικός αριθμός Σταθμών Βάσης (BTSs) σε ολόκληρη τη γεωγραφική περιοχή κάλυψης 4 Συνολικός αριθμός δεκτών στους Σταθμούς Βάσης (BTSs) σε ολόκληρη τη γεωγραφική περιοχή κάλυψης Σημείωση: Να προσεγγίσετε τους δεκαδικούς αριθμούς στους πλησιέστερους ακέραιους. Σημείωση: Με τον όρο ομοιόμορφη κατανομή συνδρομητικού φορτίου, εννοούμε ότι ο αριθμός των συνδρομητών ανά κυψέλη είναι ίδιος. Επίσης, με βάση το πρότυπο GSM, η συχνοτική απόσταση μεταξύ διαδοχικών καναλιών (συχνοτήτων) είναι 200 KHz. Ερώτηση 2: Κινητός συνδρομητής με φορητή συσκευή τεχνολογίας GSM, κινείται σε μια συγκεκριμένη γεωγραφική περιοχή, όπου η αντίστοιχη κυψελωτή δομή (κυψέλες σχήματος κανονικού εξαγώνου) απεικονίζεται στο Σχήμα 2. Ο Πάροχος κινητών επικοινωνιών ενεργοποιεί την υπηρεσία εντοπισμού θέσης φορητής συσκευής σε μια γεωγραφική περιοχή όπου ΔΕΝ χρησιμοποιείται η τεχνολογία GPS αλλά εκμεταλλεύεται ένα σύνολο από λαμβανόμενα σήματα από γειτονικούς Σταθμούς Βάσης. Στη περίπτωση αυτή, δεσμεύεται συγκεκριμένη συχνότητα κάτω ζεύξης η οποία είναι αφιερωμένη για θέματα εντοπισμού θέσης και είναι η ίδια σε όλες τις κυψέλες της γεωγραφικής περιοχής. Ανεξάρτητα της θέσης της φορητής συσκευής (δηλαδή σε ποια κυψέλη βρίσκεται), και με δεδομένο ότι είναι ενεργοποιημένη, λαμβάνει σήματα από όλους τους σταθμούς βάσης της συγκεκριμένης γεωγραφικής περιοχής. Σε απόσταση ίση με την ακτίνα της κυψέλης από τον ΣΒ_Β, η μετρηθείσα στάθμη σήματος στην έξοδο της κεραίας της φορητής φορητής συσκευής είναι 9 mw. Οι αντίστοιχες μετρηθείσες στάθμες σήματος από τους ΣΒ_Α και ΣΒ_Δ είναι 1 mw και 2.25 mw. Τέλος, δεν λαμβάνεται αξιόπιστο σήμα από τον ΣΒ_Γ. Να προσδιορισθεί η ακριβής θέση της φορητής συσκευής (δηλαδή σε ποια κυψέλη και σε ποιο σημείο της κυψέλης και να αποτυπωθεί στο σχήμα σχεδιάζοντας μόνο το γειτονικό χώρο των κυψελών [να σημειωθεί ο αύξων αριθμός τους] όπου δείχνεται η θέση) στη γεωγραφική περιοχή υπό διερεύνηση. Να λάβετε υπόψη ότι όλες οι κυψέλες είναι ίσες και όλες οι ηλεκτρικές [ισχύς εκπομπής και ισχύς λήψης] και ηλεκτρομαγνητικές παράμετροι [κέρδη κεραιών] όλων των σταθμών βάσης είναι ίδιες. Επίσης, ο χαρακτηρισμός του ασύρματου καναλιού (δηλαδή η ηλεκτρομαγνητική διάδοση) περιγράφεται από τον τύπο του Friis: PT GT P r Όπου: P r P T G T G r X c 310 f G 4 X 2 r ισχύς λήψης ισχύς εκπομπής 2 c και f απολαβή (κέρδος) κεραίας εκπομπής απολαβή (κέρδος) κεραίας λήψης μήκος κύματος ακτινοβολίας απόσταση συστήματος εκπομπής από το σύστημα λήψης 8 m/ sec ταχύτητα του φωτός συχνότητα λειτουργίας 2
Κυψέλη 2 Κυψέλη 11 Κυψέλη 1 ΣΒ_Δ Κυψέλη 10 ΣΒ_Γ Κυψέλη 4 Κυψέλη 3 Κυψέλη 5 Κυψέλη 9 Κυψέλη 12 ΣΒ_Α Κυψέλη 7 ΣΒ_Β Κυψέλη 6 Κυψέλη 8 Ποια είναι η ακριβής θέση εντοπισμού? ΣΒ_Α: Σταθμός Βάσης στη θέση Α ΣΒ_Β: Σταθμός Βάσης στη θέση Β ΣΒ_Γ: Σταθμός Βάσης στη θέση Γ ΣΒ_Δ: Σταθμός Βάσης στη θέση Δ Σχήμα 2: Κυψελωτή γεωγραφική περιοχή ΑΠΑΝΤΗΣΗ ΘΕΜΑΤΟΣ 1 Απάντηση στην Ερώτηση 1 Απάντηση στο υποερώτημα 1.1 (σελίδα 274, Α Τόμος) Η ελάχιστη απόσταση επαναχρησιμοποίησης, δίδεται από τον τύπο: D R Όπου: 3 N (8) D = απόσταση κυψελών που χρησιμοποιούν τις ίδιες συχνότητες R = ακτίνα της κυψέλης Ν = αριθμός κυψελών της συστάδας Στη περίπτωση του GSM και σύμφωνα με το δεδομένο της εκφώνησης, Ν =12, επομένως: 3
D R N 312 36 6 D 6 R 3 (9) Με βάση το αποτέλεσμα της (9), ο αριθμός των κυψελών που απέχουν την ελάχιστη δυνατή απόσταση από τη συγκεκριμένη κυψέλη 5 και μπορούν να καταχωρηθούν οι ίδιες συχνότητες είναι 6 (Σχήμα 3). CELL 5 CELL 5 CELL 5 CELL 5 CELL 5 CELL 5 CELL 5 Σχήμα 3: Συγκαναλικές κυψέλες, με την ελάχιστη απόσταση ως προς την δεδομένη κυψέλη Νο 5 Σημείωση: Οι φοιτητές δεν χρειάζεται να κάνουν το σχήμα για να το βρουν. Επειδή η κυψέλη έχει σχήμα κανονικού εξαγώνου, όσες είναι οι πλευρές τόσες προκύπτουν και οι συγκαναλικές κυψέλες που έχουν την ελάχιστη απόσταση από την κυψέλη αναφοράς 5. Απάντηση στο υποερώτημα 1.2 (σελίδα 279, Α Τόμος) Α/Α Παράμετρος Απάντηση Αιτιολόγηση 1 Συνολικό απαιτούμενο εύρος συχνοτήτων της 1000 MHz = 1 GHz 900 MHz 890 MHz = 10 MHz άνω ζεύξης για χρήση σε 10 MHz 100 ά 1000MHz GHz ά ολόκληρη τη γεωγραφική περιοχή κάλυψης 2 Συνολικός αριθμός κεραιών λήψης στους Σταθμούς Βάσης (BTSs) σε ολόκληρη τη 1200 Κεραίες λήψης Μία κεραία λήψης στον BTS απαιτείται για τη λήψη σημάτων που εκπέμπονται από τις φορητές συσκευές στην άνω ζεύξη. Επομένως: 4
γεωγραφική περιοχή κάλυψης 3 Συνολικός αριθμός Σταθμών Βάσης (BTSs) σε ολόκληρη τη γεωγραφική περιοχή κάλυψης 1200 BTSs 12 έ 100 ά 1200 ί ά 12 BTSs 100 ά BTSs ά 1200 4 Συνολικός αριθμός δεκτών στους Σταθμούς Βάσης (BTSs) σε ολόκληρη τη γεωγραφική περιοχή κάλυψης Σημείωση: στο πλαίσιο του προσδιορισμού, να προσεγγίσετε τους δεκαδικούς αριθμούς στους πλησιέστερους ακεραίους αριθμούς. 4800 δέκτες Ο αριθμός των συχνοτήτων άνω ζεύξης στη συστάδα είναι: 10 MHz 101000 KHz 50 ό 200 KHz 200 KHz 50 ό 4.16 ό / έ / ά 12έ / ά 4 ό / έ Άρα: 4 έ 1200 BTSs 4800έ BTS Απάντηση στην Ερώτηση 2 Με βάση την εκφώνηση, έχουμε: P r 9mW (1) _ P r 1mW (2) _ P r 25mW (3) 2. _ Από τις (1) και (2) προκύπτει ότι: 1 9 r P _ r _ P (4) Από τις (1) και (3) προκύπτει ότι: 1 4 r P _ r _ P (5) Επειδή ισχύει ο τύπος του Friis, και για την απόσταση της ακτίνας της κυψέλης R, από τη σχέση (4) έχουμε: 5
1 9 P P r _ r _ 1 P 9 T G T G r 2 PT GT G 2 4 R 4 3 R 2 r 2 (6) Από την (6) συμπεραίνουμε ότι για να φθάνει στάθμη σήματος από τον ΣΒ_Α στη φορητή συσκευή ίση με 1 mw, θα πρέπει η φορητή συσκευή να απέχει απόσταση τριπλάσια της ακτίνας της κυψέλης (3R). Από τη σχέση (5) έχουμε: 1 4 P P r _ r _ 1 4 PT GT G r 2 PT GT G 2 4 R 4 2 R 2 r 2 (7) Από την (7) συμπεραίνουμε ότι για να φθάνει στάθμη σήματος από τον ΣΒ_Δ στη φορητή συσκευή ίση με 2.25 mw, θα πρέπει η φορητή συσκευή να απέχει απόσταση διπλάσια της ακτίνας της κυψέλης (2R). Επομένως, η θέση της φορητής συσκευής προσδιορίζεται σε απόσταση R από τον ΣΒ_Β, σε απόσταση 3R από τον ΣΒ_Α και σε απόσταση 2R από τον ΣΒ_Δ. Λόγω της συμμετρίας του γεωμετρικού σχήματος των εξαγωνικών κυψελών και επειδή όλες οι πλευρές των εξαγώνων ισούται με R και οι αντίστοιχες διάμετροι των εξαγώνων είναι 2R, στο Σχήμα 4 δείχνεται η ακριβής θέση της φορητής συσκευής. Δηλαδή βρίσκεται στο ΚΟΙΝΟ ΣΗΜΕΙΟ των τριών κυψελών ΚΥΨΕΛΗ 3, ΚΥΨΕΛΗ 7 και ΚΥΨΕΛΗ 9. Κυψέλη 2 Κυψέλη 11 Κυψέλη 1 ΣΒ_Δ Κυψέλη 10 ΣΒ_Γ Κυψέλη 4 Κυψέλη 3 Κυψέλη 5 Κυψέλη 9 Κυψέλη 12 ΣΒ_Α Κυψέλη 7 ΣΒ_Β Κυψέλη 6 Κυψέλη 8 Ακριβής Θέση φορητής συσκευής ΣΒ_Α: Σταθμός Βάσης στη θέση Α ΣΒ_Β: Σταθμός Βάσης στη θέση Β ΣΒ_Γ: Σταθμός Βάσης στη θέση Γ ΣΒ_Δ: Σταθμός Βάσης στη θέση Δ Σχήμα 4: Θέση εντοπισμού φορητής συσκευής 6
ΘΕΜΑ 2 (13%) Έστω το παρακάτω δίκτυο 2 5 1 4 3 6 Όλοι οι σύνδεσμοι είναι full duplex και έχουν εύρος ζώνης 0.8 Mbps και καθυστέρηση διάδοσης 10ms. Οι κόμβοι διαθέτουν ουρές χωρίς περιορισμό χωρητικότητας που λειτουργούν με λογική FIFO (First-In-First-Out). Ο κόμβος 1 έχει στην ουρά του 2 πακέτα p 1, p 2 για να στείλει στους κόμβους 5 και 6 αντίστοιχα. Για το πακέτο p 1 ο αλγόριθμος δρομολόγησης έχει επιλέξει το μονοπάτι 1 -> 2 -> 5 και για το p 2 το 1 -> 3 -> 4 -> 6. Πρώτα αποστέλλεται το p 1 και μετά το p 2. Στον κόμβο 3 προϋπάρχουν 6 πακέτα με τελικό προορισμό τον κόμβο 1, ενώ στον κόμβο 4 είναι αποθηκευμένα 10 πακέτα με τελικό προορισμό τον κόμβο 2. Όλες οι υπόλοιπες ουρές είναι άδειες. Όλα τα πακέτα έχουν μέγεθος 400bytes. Υποθέστε ότι όλοι οι κόμβοι ξεκινούν ταυτόχρονα τη λειτουργία τους και ότι ο χρόνος επεξεργασίας των πακέτων είναι μηδενικός. Υπολογίστε για τα p 1, p 2 : την καθυστέρηση μετάδοσης την καθυστέρηση διάδοσης την καθυστέρηση αναμονής τη συνολική καθυστέρηση παράδοσης στον προορισμό Δίνεται ότι: 1 byte = 8 bits 1 Mbps = 10 6 bps 7
ΑΠΑΝΤΗΣΗ ΘΕΜΑΤΟΣ 2 Για το p 1 : o για τη μετάδοση στον σύνδεσμο 1 -> 2 καθυστέρηση αναμονής: TA 11 =0 καθυστέρηση μετάδοσης: TM 11 = (400*8)bits/(0.8*10 6 )bps=0.004sec καθυστέρηση διάδοσης: ΤΔ 11 =0.01sec o για τη μετάδοση στον σύνδεσμο 2 -> 5 καθυστέρηση αναμονής: TA 12 =0 καθυστέρηση μετάδοσης: TM 12 = (400*8)bits/(0.8*10 6 )bps=0.004sec καθυστέρηση διάδοσης: ΤΔ 12 =0.01sec o Συνολικά: Καθυστέρηση αναμονής: ΤΑ 1 =ΤΑ 11 +ΤΑ 12 =0 Καθυστέρηση μετάδοσης: ΤΜ 1 =ΤΜ 11 +ΤΜ 12 =0.008sec Καθυστέρηση διάδοσης: ΤΔ 1 =ΤΔ 11 +ΤΔ 12 =0.02sec Συνολική καθυστέρηση παράδοσης: Τ 1 =ΤΑ 1 +ΤΜ 1 +ΤΔ 1 =0.028sec Για το p 2 : o για τη μετάδοση στον σύνδεσμο 1 -> 3 καθυστέρηση αναμονής: TA 21 =0.004sec (λόγω της μετάδοσης του p 1 που προηγείται) καθυστέρηση μετάδοσης: TM 21 = (400*8)bits/(0.8*10 6 )bps=0.004sec καθυστέρηση διάδοσης: ΤΔ 21 =0.01sec o για τη μετάδοση στον σύνδεσμο 3 -> 4 καθυστέρηση αναμονής: TA22=0.002sec +0.004sec=0.006sec (μέχρι να ολοκληρωθεί η μετάδοση του 5ου και 6ου πακέτου που προϋπήρχαν στον κόμβο 3, τα πακέτα 1-4 έχουν προλάβει να μεταδοθούν μετά από 4*0.004=0.016sec) καθυστέρηση μετάδοσης: TM 22 = (400*8)bits/(0.8*10 6 )bps=0.004sec καθυστέρηση διάδοσης: ΤΔ 22 =0.01sec o για τη μετάδοση στον σύνδεσμο 4 -> 6 καθυστέρηση αναμονής: TA 23 =0.002sec (μέχρι να μεταδοθεί το 10 ο πακέτο που προϋπήρχε στον κόμβο 4 και ξεκίνησε να μεταδίδεται στα 9*0.004=0.036sec) καθυστέρηση μετάδοσης: TM 23 = (400*8)bits/(0.8*10 6 )bps=0.004sec καθυστέρηση διάδοσης: ΤΔ 23 =0.01sec o Συνολικά: Καθυστέρηση αναμονής: ΤΑ 2 =ΤΑ 21 +ΤΑ 22 +ΤΑ 23 =0.012sec Καθυστέρηση μετάδοσης: ΤΜ 2 =ΤΜ 21 +ΤΜ 22 +ΤΜ 23 =0.012sec Καθυστέρηση διάδοσης: ΤΔ 2 =ΤΔ 21 +ΤΔ 22 +ΤΔ 23 =3*0.01=0.03sec Συνολική καθυστέρηση παράδοσης: Τ 2 =ΤΑ 2 +ΤΜ 2 +ΤΔ 2 =0.054sec 8
ΘΕΜΑ 3 (15%) Δίνεται ο ακόλουθος PHP κώδικας (αρχείο thema.php): 1. <?php 2. function S() 3. { 4. for ($i=0; $i < 3; $i++) 5. { 6. $random = (rand()%3); 7. $x[] = $random; 8. } 9. print("<td><center>$x[0]</td>"); 10. print("<td><center>$x[1]</td>"); 11. print("<td><center>$x[2]</td>"); 12. if($x[0] == $x[1] && $x[0] == $x[2]) 13. { 14. print("<b>μπράβο! - Δοκιμάστε ξανά πατώντας F5 (ανανέωση) του 15. browser --</b>"); 16. exit; 17. } 18. } 19.?> 20. <div align="center"> 21. <table border="1" width="30%"> 22. <tr bgcolor="bbeeff"> 23. <?php 24. S(); 25.?> 26. </tr> 27. <tr> 28. <td colspan="3" bgcolor="#000000"> 29. </br> 30. <form method="post" action="thema.php"> 31. <center> 32. <input type="submit" value=" Δοκιμάστε Ξανά! "> 33. </center> 34. </form> 35. </td> 36. </tr> 37. </table> 38. </div> (a) Τι λειτουργία επιτελεί; (b) Τι θα παρουσιαστεί στο χρήστη με την εκτέλεσή του; Εξηγείστε βήμα προς βήμα τον κώδικα και το αποτέλεσμα. 9
ΑΠΑΝΤΗΣΗ ΘΕΜΑΤΟΣ 3 (a) Είναι ένα απλό παιχνίδι τύπου "slot machine - κουλοχέρης". (b) Όταν φορτώνεται η σελίδα thema.php, δημιουργείται ένας πίνακας (Γραμμές 21-37) με πάχος 1 pixel και πλάτος 30% σε σχέση με το πλάτος της σελίδας (Γραμμή 21). Στην πρώτη γραμμή του πίνακα (Γραμμές 22-26) που έχει χρώμα "bbeeff" (σιέλ) (Γραμμή 22), καλείται η PHP συνάρτηση S() (Γραμμές 23-25). Η συνάρτηση αυτή (ο κώδικάς της δίνεται στις Γραμμές 2-18) αναθέτει τιμές στα 3 κελιά της πρώτης γραμμής του πίνακα. Αυτό γίνεται με το for loop (Γραμμές 4-8) όπου καλείται η rand() συνάρτηση η οποία με τη σειρά της παράγει τυχαίους integer. Στη συνέχεια, υπολογίζεται το ακέραιο υπόλοιπό τους (modulo) με το 3 (Γραμμή 6). Συνεπώς, οι δυνατές τιμές που μπορούν να εμφανιστούν στα κελιά είναι 0, 1 και 2 (Γραμμές 9-11). Στη δεύτερη γραμμή του πίνακα (Γραμμές 27-36) υπάρχει το κουμπί "Δοκιμάστε Ξανά!" (Γραμμή 32). Ο παίκτης κερδίζει όταν και στα 3 κελιά εμφανιστούν οι ίδιοι αριθμοί, δηλαδή κερδίζουν οι συνδυασμοί 0-0-0 ή 1-1-1 ή 2-2-2. Ο έλεγχος αυτός γίνεται από τη συνάρτηση S() (Γραμμές 12-18). Όταν η συνθήκη της if ισχύει (Γραμμή 12), εμφανίζεται το μήνυμα "Μπράβο! Δοκιμάστε ξανά πατώντας F5 (ανανέωση) του browser --" (Γραμμές 14-15) και γίνεται έξοδος από τη συνάρτηση (Γραμμή 16). Αν ο παίκτης επιθυμεί να ξαναπαίξει, πρέπει να ανανεώσει τη σελίδα του browser (πλήκτρο F5 ή επιλογή ανανέωση από το μενού του browser). Αν η συνθήκη της if δεν ισχύει (Γραμμή 12), ο παίκτης έχει χάσει. Μπορεί όμως να ξαναπροσπαθήσει πατώντας το κουμπί "Δοκιμάστε Ξανά!" (Γραμμή 32), οπότε ξανακαλείται η σελίδα thema.php. 10
ΘΕΜΑ 4 (10%) Θεωρήστε το ιεραρχικό σύστημα caching της παρακάτω εικόνας από το PC ενός χρήστη του διαδικτύου έως το web server μίας σελίδας μεγέθους 1256 kb: Ο παραπάνω χρήστης κατά τα τελευταία 100 αιτήματα λήψης της συγκεκριμένης σελίδας κατέγραψε τους εξής χρόνους απόκρισης: (a) 55 φορές έπρεπε να περιμένει χρόνο ίσο με 0.1 sec για την ολοκλήρωση λήψης της σελίδας. (b) 10 φορές έπρεπε να περιμένει χρόνο ίσο με 0.9 sec. (c) 15 φορές έπρεπε να περιμένει χρόνο ίσο με 1.3 sec, (d) ενώ τις υπόλοιπες φορές έπρεπε να περιμένει χρόνο μεγαλύτερο του 1.3 sec. Να υπολογιστούν τα παρακάτω: (a) Η πιθανότητα η σελίδα να βρίσκεται: (i) στη browser cache του υπολογιστή του χρήστη, (ii) στην proxy cache του ISP και (iii) στην reverse proxy cache που χρησιμοποιεί ο web server. (b) Η πιθανότητα ο χρήστης να λάβει τη σελίδα χωρίς να εκμεταλλευτεί κανένα επίπεδο caching της παραπάνω εικόνας. (c) Στην περίπτωση που ο ISP αποφασίσει να μην εκτελεί caching για σελίδες μεγαλύτερες των 1000 kb και ταυτόχρονα ο web server αποφασίσει να μην εκτελεί caching για σελίδες μεγαλύτερες των 1200 kb, πως μεταβάλλονται οι παραπάνω πιθανότητες των ερωτημάτων (a) και (b); ΑΠΑΝΤΗΣΗ ΘΕΜΑΤΟΣ 4 (a) Ζητούνται τα h bc, h pc, και h rc που είναι οι πιθανότητες να βρίσκεται η σελίδα στην cache του φυλλομετρητή, στην proxy cache του ISP, και στη reverse proxy cache του web server της σελίδας αντίστοιχα. Μας δίνονται κατάλληλα δεδομένα από τα οποία μπορούμε να υπολογίσουμε εύκολα τα P bc, P pc, και P rc, δηλαδή τις πιθανότητες επιτυχούς ανεύρεσης της σελίδας στην cache του φυλλομετρητή, στην proxy cache του ISP, και στη reverse proxy cache του web server σύμφωνα με το ιεραρχικό σύστημα caching της εκφώνησης. Από τους χρόνους που δίνονται μπορούμε να συμπεράνουμε πως υπάρχουν τέσσερις (4) περιπτώσεις επιτυχούς ανεύρεσης της σελίδας, με χρόνους απόκρισης από 0.1 sec (55 φορές στις 100), 0.9 sec (10 φορές στις 100), 1.3 sec (15 φορές στις 100) και μεγαλύτερο των 1.3 sec (τις υπόλοιπες 20 φορές από τις 100), που αντιστοιχούν στην ανάκτηση της σελίδας από την browser cache, την proxy cache, τη reverse proxy cache και τέλος τον web server της σελίδας αντίστοιχα, αφού αναμένεται οι χρόνοι απόκρισης να είναι μεγαλύτεροι όσο πιο απομακρυσμένο είναι το σημείο ανάκτησης της σελίδας. Συνεπώς: 11
Από τους τύπους που συνδέουν τα P με τα h στο ιεραρχικό σύστημα caching, έχουμε: (b) Η πιθανότητα ο χρήστης να λάβει τη σελίδα χωρίς να εκμεταλλευτεί κανένα επίπεδο caching, δηλαδή η πιθανότητα επιτυχούς ανεύρεσης της σελίδας απευθείας από το web server είναι: (c) Στην περίπτωση που ο ISP αποφασίσει να μην εκτελεί caching για σελίδες μεγαλύτερες των 1000 kb και ταυτόχρονα ο web server αποφασίσει να μην εκτελεί caching για σελίδες μεγαλύτερες των 1200 kb, επειδή η σελίδα είναι μεγαλύτερη από 1200 kb (1256 kb), δεν θα βρίσκεται ούτε στην cache του ISP αλλά ούτε και στη reverse proxy cache του web server. Συνεπώς: Άρα έχουμε: 12
Για επαλήθευση: 13
ΘΕΜΑ 5 (20%) Δίνεται το παρακάτω DTD (Document Type Definition): <!ELEMENT collection (description, recipe*)> <!ELEMENT description (#PCDATA)> <!ELEMENT recipe (title, ingredient+, preparation, comment?, nutrition)> <!ELEMENT title (#PCDATA)> <!ELEMENT ingredient EMPTY> <!ATTLIST ingredient name CDATA #REQUIRED amount CDATA #IMPLIED unit CDATA #IMPLIED> <!ELEMENT preparation (step*)> <!ELEMENT step (#PCDATA)> <!ATTLIST step No ID #REQUIRED> <!ELEMENT comment (#PCDATA)> <!ELEMENT nutrition EMPTY> <!ATTLIST nutrition protein CDATA #REQUIRED carbohydrates CDATA #REQUIRED fat CDATA #REQUIRED calories CDATA #REQUIRED alcohol CDATA #IMPLIED> (a) (b) (c) Να περιγράψετε τι είδους XML αρχεία προδιαγράφονται από το παραπάνω DTD, και να εξηγήσετε κάθε ορισμό του παραπάνω DTD, καθώς και τους ιδιαίτερους περιορισμούς που επιβάλλονται στα στοιχεία των XML αρχείων. Παρουσιάστε ένα valid XML αρχείο σύμφωνα με τον παραπάνω DTD ορισμό, περιλαμβάνοντας τουλάχιστον ένα από κάθε είδος element και attribute. Παρουσιάστε το DOM δέντρο του XML αρχείου που παρουσιάσατε στο (b). ΑΠΑΝΤΗΣΗ ΘΕΜΑΤΟΣ 5 (a) Προδιαγράφονται XML αρχεία που περιέχουν μια συλλογή (root element: collection) από συνταγές μαγειρικής. Κάθε συλλογή έχει μια περιγραφή και 0 ή περισσότερες συνταγές (elements: description, recipe*). Κάθε συνταγή έχει ένα τίτλο, 1 ή περισσότερα συστατικά, οδηγίες παρασκευής, προαιρετικό σχόλιο και πληροφορίες θρεπτικών συστατικών (elements: title, ingredient+, preparation, comment?, nutrition). Κάθε συστατικό μιας συνταγής, έχει (μόνο) attributes που περιγράφουν το όνομα, την ποσότητα (προαιρετικά: #IMPLIED) και τη μονάδα μέτρησης (προαιρετικά: #IMPLIED) του συστατικού (attributes: name, amount, unit). Οι οδηγίες παρασκευής μιας συνταγής, περιλαμβάνουν 0 ή περισσότερα βήματα (element: step*). Κάθε βήμα, εκτός από την περιγραφή του, έχει ένα attribute (τύπου ID) με τον αύξοντα αριθμό του (attribute: No). Τέλος, οι πληροφορίες θρεπτικών συστατικών μιας συνταγής, έχουν (μόνο) attributes που περιλαμβάνουν τιμές για τις πρωτεΐνες, τους υδρογονάνθρακες, το λίπος, τις θερμίδες και (προαιρετικά: #IMPLIED) του αλκοόλ (attributes: protein, carbohydrates, fat, calories, alcohol). 14
(b) <collection> <description> Some recipes used for this exam. </description> <recipe> <title>beef Parmesan</title> <ingredient name="beef cube" amount="1.5" unit="pound"/>... <preparation> <step No="1"> Preheat oven to 175 degrees C. </step>... </preparation> <comment> Make the meat ahead of time, and refrigerate over night, the acid in the tomato sauce will tenderize the meat even more. If you do this, save the mozzarella till the last minute. </comment> <nutrition protein="32" carbohydrates="45" fat="23" calories="1167" alcohol="0"/> </recipe>... </collection> 15
(c) Document Element: collection Element: description Element: recipe Some recipes used for this exam. Element: title Element: ingredient Element: preparation Element: comment Element: nutrition Beef Parmesan Element: step Make the meat ahead Attribute: name Attribute: amount Attribute: unit Attribute: No Preheat oven to beef cube 1.5 pound 1 Attribute: protein Attribute: carbohydrates Attribute: fat Attribute: calories Attribute: alcohol 32 45 23 1167 0 16
ΘΕΜΑ 6 (10%) Η χρήση των εφαρμογών κοινωνικής δικτύωσης (blogs, fora, wikis κ.α.) και των διαδεδομένων κοινωνικών δικτύων (π.χ. Facebook, Twitter, LinkedIn, YouTube), έχει ξεπεράσει πλέον τον αρχικό τους σκοπό. Αξιοποιούνται ποικιλοτρόπως στους τομείς της οικονομίας, της εκπαίδευσης/κατάρτισης, της αγοράς εργασίας. (a) Γνωρίζετε περιπτώσεις όπου γίνεται τέτοια αξιοποίηση; Αναφέρετε περιπτώσεις από τους παραπάνω τομείς, έστω και όχι ονομαστικά. Ποια θετικά εντοπίζετε στις περιπτώσεις αυτές; (b) Υπάρχουν αρνητικές πλευρές στη χρήση αυτή; Αναφέρετε τα βασικά προβλήματα που εντοπίζετε στις περιπτώσεις που αναφέρατε στο (a). ΑΠΑΝΤΗΣΗ ΘΕΜΑΤΟΣ 6 Για τις απαντήσεις αναμένεται ένα σύντομο κείμενο που θα βρίσκεται στο παρακάτω πνεύμα: (a) Οικονομία: Πολλές επιχειρήσεις έχουν λογαριασμούς σε κοινωνικά δίκτυα όπου σφυγμομετρούν τις αντιδράσεις των καταναλωτών στα προϊόντα τους, ή παρακολουθούν τα σχόλια σε άλλα κοινωνικά μέσα (π.χ. το tripadvisor που έχει σχόλια πελατών ξενοδοχείων). Θετικά: Άμεση επίπτωση της γνώμης του καταναλωτικού κοινού. Εκπαίδευση/κατάρτιση: Η χρήση κοινωνικών δικτύων και εφαρμογών, έχει μπει από καιρό στην τυπική εκπαιδευτική διαδικασία του σχολείου και του Πανεπιστημίου (κυρίως fora). Επίσης, στη δια βίου κατάρτιση, με blogs, fora κ.λπ. που προσθέτουν εμπειρική γνώση σε πολλούς τομείς. Θετικά: Άμεση μεταφορά γνώσεων και εμπειριών από διδάσκοντες και διδασκόμενους μεταξύ τους. Ενίσχυση της ομαδικής προσπάθειας. Αγορά εργασίας: Πολλές επιχειρήσεις εξάγουν συμπεράσματα για το εργασιακό (και όχι μόνο) προφίλ των εργαζομένων και υποψηφίων εργαζομένων τους, με βάση την παρουσία τους στα κοινωνικά δίκτυα. Οι εργαζόμενοι που ψάχνουν δουλειά έχουν τη δυνατότητα σχετικών γνωριμιών, παρουσίασης των προσόντων τους κ.λπ. Θετικά: Ολοκληρωμένη άποψη για τους εργαζόμενους, επέκταση των δυνατοτήτων εύρεσης εργασίας. (b) Το βασικό πρόβλημα σε όλες τις περιπτώσεις, είναι η διαχείριση και προστασία των προσωπικών δεδομένων και προτιμήσεων των χρηστών των κοινωνικών δικτύων/εφαρμογών. Ιδιαίτερα στην περίπτωση της αγοράς εργασίας, όπου έχουν εντοπιστεί περιπτώσεις διακρίσεων σε βάρος εργαζομένων στη βάση άσχετων με την εργασία τους προτιμήσεων και συμπεριφορών τους στα κοινωνικά δίκτυα. 17
ΘΕΜΑ 7 (12%) Θεωρήστε τη διεύθυνση IP 183.91.104.16. Έχετε δανειστεί 11 bits προκειμένου να δημιουργήσετε τα απαιτούμενα υποδίκτυα. Να απαντήσετε τεκμηριωμένα στις ακόλουθες ερωτήσεις. 1.1 Ποια είναι η κλάση των διευθύνσεων; 1.2 1.3 Ποια είναι η εξ ορισμού μάσκα υποδικτύου (σε δεκαδική αναπαράσταση με τελείες); Ποια είναι η μάσκα υποδικτύου (σε δεκαδική αναπαράσταση με τελείες) για το συγκεκριμένο host; 1.4 Πόσα υποδίκτυα δημιουργήθηκαν; 1.5 Πόσοι hosts υπάρχουν ανά υποδίκτυο; 1.6 Πόσοι hosts (οι οποίοι χρησιμοποιούνται) υπάρχουν ανά υποδίκτυο; 1.7 Εκτελέστε λογικό AND στις δυαδικές αναπαραστάσεις της διεύθυνσης IP και της μάσκας Διεύθυνση IP Μάσκα υποδκτύου Αποτέλεσμα 1.8 1.9 1.10 1.11 1.12 1.13 Ποιά είναι η διεύθυνση δικτύου για τη συγκεκριμένη διεύθυνση IP; Ποιά είναι η διεύθυνση Broadcast για τη συγκεκριμένη διεύθυνση IP; Η διεύθυνση 183.91.128.161 είναι διεύθυνση δικτύου, συσκευής ή Broadcast; Η διεύθυνση 183.91.255.192 είναι διεύθυνση δικτύου, συσκευής ή Broadcast; Η διεύθυνση 181.91.95.224 είναι διεύθυνση δικτύου, συσκευής ή Broadcast; Η διεύθυνση 181.91.85.63 είναι διεύθυνση δικτύου, συσκευής ή Broadcast; 18
ΑΠΑΝΤΗΣΗ ΘΕΜΑΤΟΣ 7 1.1 Ποια είναι η κλάση των διευθύνσεων; 1.2 1.3 Ποια είναι η εξ ορισμού μάσκα υποδικτύου (σε δεκαδική αναπαράσταση με τελείες); Ποια είναι η μάσκα υποδικτύου (σε δεκαδική αναπαράσταση με τελείες) για το συγκεκριμένο host; 1.4 Πόσα υποδίκτυα δημιουργήθηκαν; 1.5 Πόσοι hosts υπάρχουν ανά υποδίκτυο; 1.6 Πόσοι hosts (οι οποίοι χρησιμοποιούνται) υπάρχουν ανά υποδίκτυο; B Η διεύθυνση ξεκινά με 183. Η δυαδική του αναπαράσταση είναι 10110111. Με δεδομένο ότι η δυαδική αναπαράσταση ξεκινά με 10, η κλάση της διεύθυνσης είναι B. 255.255.0.0 Δεδομένου ότι έχουμε διεύθυνση κλάσης B, τα δύο πρώτα bytes (από αριστερά προς τα δεξιά) της διεύθυνσης IP αναφέρονται στο δίκτυο, οπότε τα αντίστοιχα bits της μάσκας θα πρέπει να είναι 1 στη δυαδική της αναπαράσταση. Άρα για τη μάσκα, τα δύο πρώτα bytes θα πρέπει να έχει 1 σε όλα τα bits του, οπότε η μάσκα θα ξεκινά με 255.255 (255 10 = 11111111 2 ). Τα επόμενα δύο bytes της διεύθυνσης IP αναφέρονται στον host μέσα στο συγκεκριμένο δίκτυο, οπότε τα αντίστοιχα bits της μάσκας θα πρέπει να είναι 0 στη δυαδική της αναπαράσταση. Άρα για τη μάσκα, τα δύο τελευταία bytes θα πρέπει να έχουν 0 σε όλα τα bits τους, οπότε η μάσκα θα τελειώνει με 0.0 (0 10 = 00000000 2 ). 255.255.255.224 Δεδομένου ότι έχουμε δανειστεί 11 bits για υποδίκτυα, η μάσκα πρέπει να είναι: 11111111.11111111.11111111.11100000 ή 255.255.255.224 Με κόκκινο είναι τα bits που δεν μπορούν να αλλάξουν χρήση επειδή έχουμε διεύθυνση Β κλάσης. Με πράσινο είναι τα bits που λόγω της κλάσης Β αναφέρονταν σε hosts αλλά τα δεσμεύσαμε για υποδίκτυα, και με μωβ είναι τα bits που χρησιμοποιούνται για hosts ανά υποδίκτυο (αυτά δεν αλλάζουν χρήση). 2048 Επειδή έχουμε διαθέσιμα 11 bits για υποδίκτυα, τα υποδίκτυα που μπορούν να δημιουργηθούν είναι 2 11. 32 Για την αναπαράσταση των hosts έχουμε στη διάθεσή μας 16-11=5 bits. Άρα μπορούμε να αναπαραστήσουμε 2 5 =32 hosts. 30 32-2 γιατί η πρώτη και η τελευταία διεύθυνση δεσμεύονται για συγκεκριμένη χρήση (αναπαράσταση δικτύου & broadcast). 19
1.7 Εκτελέστε λογικό AND στις δυαδικές αναπαραστάσεις της διεύθυνσης IP και της μάσκας Διεύθυνση IP 10110111. 01011011. 01101000. 00010000 Μάσκα υποδκτύου 11111111. 11111111. 11111111. 11100000 Αποτέλεσμα 10110111. 01011011. 01101000. 00000000 1.8 1.9 1.10 1.11 1.12 1.13 Ποιά είναι η διεύθυνση δικτύου για τη συγκεκριμένη διεύθυνση IP; Ποιά είναι η διεύθυνση Broadcast για τη συγκεκριμένη διεύθυνση IP; Η διεύθυνση 183.91.128.161 είναι διεύθυνση δικτύου, συσκευής ή Broadcast; Η διεύθυνση 183.91.255.192 είναι διεύθυνση δικτύου, συσκευής ή Broadcast; Η διεύθυνση 181.91.95.224 είναι διεύθυνση δικτύου, συσκευής ή Broadcast; Η διεύθυνση 181.91.85.63 είναι διεύθυνση δικτύου, συσκευής ή Broadcast; 183.91.104.0 Η διεύθυνση δικτύου για το συγκεκριμένο host είναι η πρώτη από τις διαθέσιμες διευθύνσεις, δηλ. Αυτή που έχει στα bits για τους hosts 0. 183.91.104.31 Η διεύθυνση boradcast για το συγκεκριμένο host είναι η τελευταία από τις διαθέσιμες διευθύνσεις, δηλ. Αυτή που έχει στα bits για τους hosts 1. Host Γιατί εμπίπτει στις διευθύνσεις που είναι διαθέσιμες για hosts 10110111. 01011011. 10000000. 10100001 Με κόκκινο τα bits του υποδικτύου και με πράσινο τα bits του host. Network Γιατί είναι η πρώτη διαθέσιμη διεύθυνση του δικτύου (όλα τα διαθέσιμα bits του host είναι 0) 10110111. 01011011. 11111111. 11000000 Με κόκκινο τα bits του υποδικτύου και με πράσινο τα bits του host. Network Γιατί είναι η πρώτη διαθέσιμη διεύθυνση του δικτύου (όλα τα διαθέσιμα bits του host είναι 0) 10110101. 01011011. 01011111. 11100000 Με κόκκινο τα bits του υποδικτύου και με πράσινο τα bits του host. Broadcast Γιατί είναι η τελευταία διαθέσιμη διεύθυνση του δικτύου (όλα τα διαθέσιμα bits του host είναι 1) 10110101. 01011011. 01010101. 00111111 Με κόκκινο τα bits του υποδικτύου και με πράσινο τα bits του host. 20