Θ.Ε. ΠΛΗ3 «Τηλεματική, Διαδίκτυα και Κοινωνία» ΤΕΛΙΚΗ ΕΞΕΤΑΣΗ 01 013 6.7.013 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ 1 (0%) Ένα κυψελωτό δίκτυο κινητών επικοινωνιών τεχνολογίας GSM, εξυπηρετεί συγκεκριμένη γεωγραφική περιοχή η οποία απαρτίζεται από 4 συνολικά κυψέλες και είναι υπό τον έλεγχο δύο () ψηφιακών κέντρων MSC_1 και MSC_ (Σχήμα 1). MSC _ 1 MSC _ C 1 C 7 Σ1 C 1 C 5 C 3 C 7 C 8 7 C 9 Σ C 1 C 3 C 5 C 8 C 9 C 10 C 4 6 C 5 C 6 C 11 8 C 10 C 1 C 4 3 C 11 4 C 6 C 1 Συνδρομητής BS = Σταθμός Βάσης C i MSC_i Κυψέλη Ψηφιακό Κέντρο Σχήμα 1: Κυψελωτό Δίκτυο Διερεύνηση Στάθμης Σήματος Σε μια δεδομένη χρονική στιγμή, ο συνδρομητής Σ1 ευρισκόμενος υπό τον έλεγχο του BS_ στη θέση που δείχνεται στο Σχήμα 1 (στη συμβολή των κυψελών C, C4, C9) και ο συνδρομητής Σ ευρισκόμενος υπό τον έλεγχο του BS_7 στη θέση που δείχνεται στο Σχήμα 1 (κέντρο της κυψέλης C9), επικοινωνούν μεταξύ τους. Ερώτηση 1: Για τις συγκεκριμένες θέσεις των Σ1 και Σ να προσδιορισθεί το ποσοστό μεταβολής (%) της στάθμης του λαμβανομένου σήματος στη φορητή συσκευή του Σ1 έναντι του αντίστοιχου της φορητής συσκευής του Σ. Ερώτηση : Με βάση τα ισχύοντα για την Ερώτηση 1, η μετρούμενη στάθμη του σήματος στη γεωγραφική 14 θέση που βρίσκεται ο συνδρομητής Σ, είναι 11 10 Watt. Να διερευνηθεί και να αιτιολογηθεί, τόσο για τον Σ όσο και για τον Σ1, αν είναι (α) σε κατάσταση μεταπομπής (handover) ή (β) αν είναι αδύνατο να πραγματοποιηθεί μεταπομπή σε γειτονική κυψέλη, οπότε ο συνδρομητής έχει τεθεί πρακτικά εκτός δικτύου. 1
Θ.Ε. ΠΛΗ3 «Τηλεματική, Διαδίκτυα και Κοινωνία» Ερώτηση 3: Ένας συνδρομητής ξεκινάει την επικοινωνία του από το σημείο «Α» και τερματίζει την επικοινωνία στο σημείο «Τ» αφού προηγουμένως διαγράψει την πορεία που φαίνεται με τη διακεκομμένη γραμμή στο Σχήμα. Να προσδιορίσετε και να αιτιολογήσετε για το συγκεκριμένο συνδρομητή: (α) πόσες μεταπομπές θα πραγματοποιηθούν και (β) πόσες εγγραφές σε βάσεις επισκεπτών (VLs) θα γίνουν. MSC _ 1 MSC _ C 1 C 7 C 1 C 7 C 5 C 3 C 8 7 C 9 C Τ 1 Α C 3 C 5 C 8 C 9 C 10 C 4 6 C 5 C 6 C 11 C 10 8 C 1 C 4 3 C 11 4 C 6 C 1 Συνδρομητής BS = Σταθμός Βάσης C i Κυψέλη MSC_i Ψηφιακό Κέντρο Σχήμα : Κυψελωτό Δίκτυο Πορεία Συνδρομητή Δίνονται: Ο Παράγοντας Επαναχρησιμοποίησης Συχνοτήτων είναι 1/1. Ο κάθε σταθμός βάσης με το αντίστοιχο κεραιοσύστημα εξυπηρετεί τρεις γειτονικές κυψέλες. Η κατανομή του συνδρομητικού φορτίου σε ολόκληρη τη γεωγραφική περιοχή εξυπηρέτησης (δηλαδή των 4 κυψελών) είναι ομοιόμορφη. Όλες οι κυψέλες είναι εξαγωνικές και του ίδιου εμβαδού. Οι κυψέλες με τον ίδιο κωδικό (Ci) χρησιμοποιούν τις ίδιες συχνότητες λειτουργίας. Όλες οι φορητές συσκευές είναι ίδιες και έχουν τα ίδια ακριβώς τεχνικά χαρακτηριστικά. Κατώφλι Ευαισθησίας φορητής συσκευής: -10 dbm. ΟΡΙΣΜΟΣ: Κατώφλι ευαισθησίας είναι η μικρότερη στάθμη ισχύος κάτω από την οποία δεν είναι δυνατή η επικοινωνία. Για την ηλεκτρομαγνητική κάλυψη των κυψελών ισχύει ο τύπος του Friis: G G 4 X Όπου: είναι η λαμβανόμενη ισχύς στον δέκτη είναι η ισχύς εκπομπής G είναι η απολαβή (κέρδος) της κεραίας εκπομπής G είναι η απολαβή (κέρδος) της κεραίας λήψης είναι το μήκος κύματος της χρησιμοποιούμενης ακτινοβολίας X είναι η απόσταση του συστήματος εκπομπής από το σύστημα λήψης
Θ.Ε. ΠΛΗ3 «Τηλεματική, Διαδίκτυα και Κοινωνία» Ίδιες συνθήκες ηλεκτρομαγνητικής διάδοσης επικρατούν σε όλες τις κυψέλες του δικτύου Όταν δεν είναι δυνατή η λειτουργική διαδικασία της μεταπομπής, τότε η φορητή συσκευή τίθεται εκτός δικτύου (διακόπτεται η επικοινωνία). 3 1mW 10 W Για τη μετατροπή των a dbm σε mw, χρησιμοποιείστε τον τύπο: a ( ) 10log mw dbm 10 Σε ένα ορθογώνιο τρίγωνο, όταν η μια γωνία είναι 30 0, τότε, η απέναντι σε αυτή τη γωνία κάθετος πλευρά, είναι το μισό της υποτείνουσας. 3
Θ.Ε. ΠΛΗ3 «Τηλεματική, Διαδίκτυα και Κοινωνία» ΑΠΑΝΤΗΣΗ ΘΕΜΑΤΟΣ 1 Απάντηση στην Ερώτηση 1: Θεωρούμε ότι η ακτίνα του εξαγώνου είναι. Επομένως, ο συνδρομητής Σ1 απέχει απόσταση από τον ΒΤΣ_ και ο συνδρομητής Σ απέχει από τον BS_7 απόσταση. Χρησιμοποιώντας τον τύπο του Friis και για τους δύο συνδρομητές και λόγω του ότι όλες οι κυψέλες είναι ίσες, έχουμε: 1 G G 4 (1) G G 4 () Από τις (1) και () έχουμε: Άρα: 1 G G 4 4 G G 4 4 16 64 0.5 5% (3) Το ποσοστό μεταβολής (%) της στάθμης του λαμβανομένου σήματος στη φορητή συσκευή του Σ1 έναντι του αντίστοιχου της φορητής συσκευής του Σ είναι 5% Απάντηση στην Ερώτηση : Το κατώφλι ευαισθησίας των φορητών συσκευών είναι: - 10 dbm 10. 11 14 10dBm 10 log x x 10 mw 6.30910 mw 6.309 W (4) 10 10 14 (α) Επειδή 11 W 6.309 10 14 10 είναι μεγαλύτερη από τη στάθμη κατωφλίου των φορητών συσκευών W, τότε ο Σ ΔΕΝ ΕΙΝΑΙ ΣΕ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΜΕΤΑΠΟΜΠΗΣ Με βάση τη σχέση (3), έχουμε: 14 0.5 0.51110 W.7510 W 0.5 (5) 1 14 1 Με βάση την (5) ο Σ1 ΕΙΝΑΙ ΣΕ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΜΕΤΑΠΟΜΠΗΣ διότι η στάθμη του λαμβανομένου σήματος είναι ΜΙΚΡΟΤΕΡΗ από το κατώφλι ευαισθησίας των φορητών συσκευών (δηλαδή μικρότερη του 14 6.309 10 W ). 4
Θ.Ε. ΠΛΗ3 «Τηλεματική, Διαδίκτυα και Κοινωνία» (β) Η φορητή συσκευή του Σ1 ευρίσκεται στην ίδια ηλεκτρομαγνητική κατάσταση σε σχέση με τον BS_ και BS_5. Επομένως, ΔΕΝ θα πραγματοποιηθεί μεταπομπή του Σ1 προς τη γειτονική κυψέλη C που είναι υπό τον έλεγχο του BS_5. Να διερευνήσουμε τώρα τη μεταπομπή του Σ1 στη γειτονική κυψέλη C 4 που είναι υπό τον έλεγχο του BS_6. MSC _ 1 MSC _ C 1 C 7 C 1 C 1 C 3 C 5 Γωνία 60 0 C 7 Α C 9 C 8 C 10 C Β C 4 Γ 5 6 C 3 C 5 C 6 C 8 C 11 7 C 9 C 10 8 C 1 C 4 3 C 11 4 C 6 C 1 / Συνδρομητής BS = Σταθμός Βάσης Γωνία 30 0 C i MSC_i Κυψέλη Ψηφιακό Κέντρο Σχήμα 3: Μεταπομπή συνδρομητή Σ1 Σύμφωνα με τη γεωμετρία που δείχνεται στο Σχήμα 3, από το ορθογώνιο τρίγωνο ΑΒΓ, θα υπολογίσουμε την απόσταση (Χ) του συνδρομητή Σ1 από τον νέο BS_6. X X 1 (6) X 1 X 1 3 (7) Από τις (6) και (7), λαμβάνουμε: X 3 X 3 1 (8) Με βάση τη σχέση (3) για τη νέα κατάσταση του συνδρομητή Σ1, έχουμε: 1 G 4 G G 4 3 G 4 4 3 16 48 0.33 33% (9) 5
Θ.Ε. ΠΛΗ3 «Τηλεματική, Διαδίκτυα και Κοινωνία» Άρα: 14 0.33 0.331110 W 3.6310 W 0.33 (10) 1 14 1 Με βάση τη (10) βλέπουμε ότι ΔΕΝ θα πραγματοποιηθεί μεταπομπή του Σ1 προς τη γειτονική κυψέλη C 4 που είναι υπό τον έλεγχο του BS_6 (διότι και πάλι η στάθμη του λαμβανομένου σήματος είναι ΜΙΚΡΟΤΕΡΗ από το κατώφλι ευαισθησίας των φορητών συσκευών (δηλαδή μικρότερη του 6.309 10 14 W ). Συμπέρασμα: Για τον συνδρομητή Σ1 είναι αδύνατη η μεταπομπή και επομένως θα τεθεί εκτός δικτύου. Απάντηση στην Ερώτηση 3: (α) Σύμφωνα με τη πορεία του συνδρομητή που δείχνεται στο Σχήμα, οι μεταπομπές που θα πραγματοποιηθούν είναι: Από τη C3 στη C7 τη C7 στη C9 τη C9 στη C τη C στη C3 τη C3 στη C7 τη C7 στη C9 τη C9 στη C10 τη C10 στη C11 τη C11 στη C5 τη C5 στη C4 τη C4 στη C10 τη C10 στη C11 τη C11 στη C5 τη C5 στη C 1 η μεταπομπή η μεταπομπή 3 η μεταπομπή 4 η μεταπομπή 5 η μεταπομπή 6 η μεταπομπή 7 η μεταπομπή 8 η μεταπομπή 9 η μεταπομπή 10 η μεταπομπή 11 η μεταπομπή 1 η μεταπομπή 13 η μεταπομπή 14 η μεταπομπή Άρα θα πραγματοποιηθούν 14 μεταπομπές (β) Σύμφωνα με τη πορεία του συνδρομητή που δείχνεται στο Σχήμα, και επειδή σε κάθε ψηφιακό κέντρο υπάρχει 1 VL, οι συνολικές εγγραφές για τον συγκεκριμένο συνδρομητή που θα πραγματοποιηθούν είναι: Επειδή ο συνδρομητής ξεκινάει από τη κυψέλη C3 που βρίσκεται υπό τον έλεγχο του BS_1 και ο οποίος ελέγχεται από τον MSC_1, τότε θα πραγματοποιηθεί η 1 η εγγραφή στην VL του MSC_1. Ακολούθως, μέχρι και τη κυψέλη C9 που ευρίσκεται υπό τον έλεγχο του BS_ δεν πραγματοποιείται νέα εγγραφή. Όταν ο συνδρομητής μεταβαίνει από τη C9 στη C που είναι υπό τον έλεγχο του BS_5 και που αυτός με τη σειρά του ελέγχεται από τον MSC_ τότε σβήνουν τα δεδομένα του συγκεκριμένου συνδρομητή από την VL του MSC_1 και πραγματοποιείται νέα εγγραφή στην VL του MSC_. Επομένως έχουμε τη η εγγραφή σε VL. Ακολούθως σύμφωνα με τη πορεία του συνδρομητή, μέχρι και τη κυψέλη C4 που είναι υπό τον έλεγχο του BS_6, δεν υπάρχει καμία εγγραφή σε VL, διότι ο συνδρομητής συνεχίζει να είναι υπό τον έλεγχο του MSC_. Κατά τη μετάβασή του όμως από τη C4 στη κυψέλη C10 που είναι υπό τον έλεγχο του BS_4 και που με τη σειρά του είναι υπό τον έλεγχο του MSC_1, πραγματοποιείται και νέα εγγραφή, η 3 η εγγραφή στην VL του MSC_1, χωρίς να γίνει καμία άλλη μεταβολή μέχρι τον τερματισμό της επικοινωνίας στη κυψέλη C. Άρα θα πραγματοποιηθούν 3 συνολικά εγγραφές σε VLs. 6
Θ.Ε. ΠΛΗ3 «Τηλεματική, Διαδίκτυα και Κοινωνία» ΘΕΜΑ (10%) Σε ένα σύστημα τηλεπικοινωνιών χρησιμοποιείται ένα πολυπλέκτης χρόνου (ime Division Multiplexer) ο οποίος πολυπλέκει ροές δεδομένων (των 110 bps) από ασύγχρονα τερματικά σε μία γραμμή μετάδοσης των.400 bps. Κάθε τερματικό στέλνει ασύγχρονους χαρακτήρες που αποτελούνται από επτά bits δεδομένων, ένα bit ισοτιμίας, ένα bit έναρξης και δύο bits τερματισμού. Υποθέστε ότι κάθε 0 χαρακτήρες δεδομένων, αποστέλλεται ένας επιπλέον χαρακτήρας συγχρονισμού στη γραμμή μετάδοσης, ίδιου μήκους με τους χαρακτήρες δεδομένων. Επίσης, θεωρήστε ότι 3% της χωρητικότητας της γραμμής μετάδοσης δεσμεύεται για αποστολή επιπλέον bits (stuffing bits) από τον πολυπλέκτη, προκειμένου να συνδυαστούν τερματικά με διαφορετικές ταχύτητες μετάδοσης. Ερώτηση 1 Ποιο είναι το πλήθος των bits που πρέπει να αποσταλούν για κάθε χαρακτήρα; (χωρίς να υπολογίζονται χαρακτήρες συγχρονισμού και stuffing bits) Ερώτηση Πόσα τερματικά μπορούν να υποστηριχθούν από το συγκεκριμένο πολυπλέκτη; Ερώτηση 3 Περιγράψτε τη δομή ενός πλήρους πακέτου το οποίο μεταδίδεται από τον πολυπλέκτη (μαζί με χαρακτήρα/ες συγχρονισμού και stuffing bits). 7
Θ.Ε. ΠΛΗ3 «Τηλεματική, Διαδίκτυα και Κοινωνία» ΑΠΑΝΤΗΣΗ ΘΕΜΑΤΟΣ Ερώτηση 1 Αν θεωρήσουμε ότι απαιτούνται N bits για τη μετάδοση του κάθε χαρακτήρα, τότε έχουμε: Ν = 7 + 1 + 1 + = 11 bits/χαρακτήρα Ερώτηση Με βάση τα δεδομένα της άσκησης, η διαθέσιμη χωρητικότητα είναι:.400 bps x 97% =.38 bps Διαιρώντας τη διαθέσιμη χωρητικότητα με την ταχύτητα της γραμμής μετάδοσης του κάθε τερματικού έχουμε:.38 bps/ 110 bps = 1,16 Συνεπώς, η γραμμή των.38 bps μπορεί να υποστηρίξει τη μετάδοση 1 χαρακτήρων. Δεδομένου ότι κάθε 0 bits δεδομένων αποστέλλεται ένας χαρακτήρας συγχρονισμού, από τους διαθέσιμου 1 χαρακτήρες 0 προέρχονται από τα τερματικά και ένας χαρακτήρας είναι χαρακτήρας συγχρονισμού. Συνεπώς το σύστημα πολύπλεξης μπορεί να υποστηρίξει 0 τερματικά. Ερώτηση 3 Η δομή ενός πακέτου το οποίο μεταδίδεται από τον πολυπλέκτη είναι η ακόλουθη: [1 Χαρακτήρας Συγχρονισμού των 11-bits] [0 χαρακτήρες των 11-bits] [7 stuffing bits (3% του συνόλου)] 8
Θ.Ε. ΠΛΗ3 «Τηλεματική, Διαδίκτυα και Κοινωνία» ΘΕΜΑ 3 (15%) Ερώτηση 1: Έστω ότι έχετε συμπιέσει με αλγόριθμο συμπίεσης MEG-1 Layer 3 (mp3) και επιθυμητό σταθερό ρυθμό δεδομένων 18 Kbps, ένα ψηφιακό κομμάτι μουσικής ποιότητας CD-DA [συχνότητα δειγματοληψίας 44100 Hz, 16 bits per sample, κανάλια (στερεοφωνικό)]. Θέλετε να μεταδώσετε το κομμάτι αυτό με ρυθμό μετάδοσης 18 Κbps. Εάν η διάρκεια του κομματιού είναι 3 λεπτά και δεν συνυπολογίζονται οποιουδήποτε είδους καθυστερήσεις και απώλειες, προσδιορίστε: (a) το ποσοστό συμπίεσης που έχετε επιτύχει και (b) το χρόνο που χρειάζεστε για τη μετάδοση. Ερώτηση : Το παρακάτω σχήμα παρουσιάζει τους χρόνους δημιουργίας (στον αποστολέα) και άφιξης (στο δέκτη) δέκα ηχητικών πακέτων. Number of Number of (a) Αν ξεκινήσουμε την εφαρμογή αναπαραγωγής των ηχητικών δεδομένων (audio player) στο δέκτη τη χρονική στιγμή t8, ποια πακέτα δεν μπορούν να αναπαραχθούν (διότι δεν έφτασαν στο δέκτη πριν τελειώσει η αναπαραγωγή των προηγούμενων πακέτων); Να χρησιμοποιηθεί το παραπάνω σχήμα για να αιτιολογήσετε την απάντησή σας. (b) Αν ξεκινήσουμε την εφαρμογή αναπαραγωγής των ηχητικών δεδομένων (audio player) στο δέκτη τη χρονική στιγμή t9, ποια πακέτα δεν μπορούν να αναπαραχθούν (διότι και πάλι δεν έφτασαν στο δέκτη πριν τελειώσει η αναπαραγωγή των προηγούμενων πακέτων); Να χρησιμοποιηθεί το παραπάνω σχήμα για να αιτιολογήσετε την απάντησή σας. ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Η αναπαραγωγή ενός ηχητικού πακέτου στο audio player, διαρκεί 1 χρονική μονάδα t 1 t i t i 9
Θ.Ε. ΠΛΗ3 «Τηλεματική, Διαδίκτυα και Κοινωνία» ΑΠΑΝΤΗΣΗ ΘΕΜΑΤΟΣ 3 Ερώτηση 1 (a) Ψηφιακό κομμάτι μουσικής ποιότητας CD-DA 3 λεπτά απαιτούν χώρο: 44100 samples/sec * 16 bit/sample * 1 byte/8 bit * channels * 3 mins * 60 sec/min = 31.75.000 bytes Μετά τη συμπίεση έχουμε επιτύχει σταθερό ρυθμό 18 Kbps, ο οποίος αντιστοιχεί για 3 λεπτά σε: 18 * 1000 bits/sec * 1 bit/8 byte * 3 min * 60 sec / min =.880.000 bytes Συνεπώς το ποσοστό συμπίεσης θα είναι: 1 - compression ratio % = 1.880.000 / 31.75.000 % = 90.7 % (b) Εφόσον δεν υπάρχουν απώλειες και καθυστερήσεις και η μετάδοση γίνεται με τον ίδιο ρυθμό με αυτό των δεδομένων (18Kbps), η διάρκεια της μετάδοσης θα είναι όση και η διάρκεια των δεδομένων, δηλ. 3 min. Ερώτηση (a) Για να αναπαραχθεί ένα πακέτο στην αντίστοιχη εφαρμογή αναπαραγωγής ηχητικών δεδομένων στον δέκτη (audio player), θα πρέπει να έχει φτάσει στον δέκτη πριν τελειώσει η αναπαραγωγή των προηγούμενα απεσταλμένων πακέτων. Δεδομένου ότι η αναπαραγωγή ξεκινάει την χρονική στιγμή t8, μπορούμε να δούμε ποια πακέτα έχουν ήδη φτάσει στον δέκτη για αναπαραγωγή από την χρονική στιγμή t8 και μετά τραβώντας την κόκκινη πλάγια γραμμή (διαγώνια, 45 ο ώστε να έχει αναπαραχθεί το 1 ο πακέτο όσο αυτό διαρκεί και αντίστοιχα τα επόμενα, πριν ξεκινήσει την αναπαραγωγή του το επόμενο πακέτο). Οπότε βλέπουμε πως στο τέλος αναπαραγωγής του 1 ου πακέτου, έχει ήδη φτάσει το ο πακέτο, η αναπαραγωγή του οποίου και ξεκινάει, με το που τελειώνει αυτό έχει ήδη φτάσει και μάλιστα περιμένει στον buffer το 3 ο πακέτο, οπότε και ξεκινάει η αναπαραγωγή του, και αντίστοιχα για τα επόμενα όπως φαίνεται από την κόκκινη γραμμή, ωστόσο όταν έχει αναπαραχθεί και το 5 ο πακέτο, βλέπουμε πως το 6 ο δεν έχει ακόμη φτάσει στον δέκτη, οπότε και δεν αναπαράγεται. Αυτό γίνεται ηχητικά αντιληπτό, ενώ η προθεσμία για την αναπαραγωγή του 6 ου πακέτου λήγει. Το αμέσως επόμενο πακέτο που αναπαράγεται είναι το 7 ο πακέτο. Από εκεί και πέρα συνεχίζεται ομαλά η αναπαραγωγή των επόμενων πακέτων. 10
Θ.Ε. ΠΛΗ3 «Τηλεματική, Διαδίκτυα και Κοινωνία» (b) Αντίστοιχα, στην περίπτωση που η αναπαραγωγή ξεκινάει την χρονική στιγμή t9, τραβάμε την κόκκινη πλάγια γραμμή που φαίνεται στο παρακάτω σχήμα, για να δούμε ποια πακέτα έχουν ήδη φτάσεις τον δέκτη για αναπαραγωγή και αν τα επόμενα θα φτάσουν εγκαίρως. Παρατηρούμε πως όλες οι χρονικές στιγμές έναρξης της αναπαραγωγής για κάθε πακέτο είναι κάτω ή πάνω στο διάγραμμα των χρονικών στιγμών άφιξης των πακέτων στον δέκτη, οπότε όλα τα πακέτα θα αναπαραχθούν την κατάλληλη χρονική στιγμή αν η αναπαραγωγή ξεκινήσει τη χρονική στιγμή t9. 11
Θ.Ε. ΠΛΗ3 «Τηλεματική, Διαδίκτυα και Κοινωνία» ΘΕΜΑ 4 (10%) Δίνεται ο ακόλουθος κώδικας: 1. <html>. <head> 3. <script> 4. function f() 5. { 6. document.bgcolor=(""+ sel.cc.value +""); 7. document.body.text=(""+ sel.tc.value +""); 8. } 9. </script> 10. </head> 11. <body> 1. <div align="center"> 13. <form name="sel"> 14. <table border="1"> 15. <td colspan=""> 16. <b><center>select</td><tr><td> 17. <b>case 1:</td><td> 18. <select name="cc" size="1"> 19. <option value="black">black 0. <option value="blue">blue 1. <option value="green">green. <option value="orange">orange 3. <option value="red">ed 4. <option value="silver">silver 5. <option value="yellow">yellow 6. <option selected value="white">white 7. </select></td><tr><td> 8. <b>case :</td><td> 9. <select name="tc" size="1"> 30. <option selected value="black">black 31. <option value="blue">blue 3. <option value="green">green 33. <option value="orange">orange 34. <option value="red">ed 35. <option value="silver">silver 36. <option value="yellow">yellow 37. <option value="white">white 38. </select></td><tr> 39. <td colspan=""> 40. <center><input type="button" name="button" value="click!" onclick="f()"> 41. </td> 4. </table> 43. </form> 44. </div> 45. </body> 46. </html> (a) Τι είδους κώδικας είναι; (b) Τι λειτουργία επιτελεί; (c) Τι θα παρουσιαστεί στον χρήστη με την εκτέλεσή του; Εξηγείστε βήμα προς βήμα το αποτέλεσμα. Δείξτε με σχήμα την αρχική όψη που θα δει ο χρήστης με την εκτέλεση του κώδικα. 1
Θ.Ε. ΠΛΗ3 «Τηλεματική, Διαδίκτυα και Κοινωνία» ΑΠΑΝΤΗΣΗ ΘΕΜΑΤΟΣ 4 (a) Είναι HML με ενσωματωμένο κώδικα JavaScript. (b) Ο χρήστης μπορεί να αλλάξει το χρώμα του φόντου και το χρώμα του κειμένου της ιστοσελίδας. (c) Στην ιστοσελίδα δημιουργείται μια φόρμα (Γραμμές 13-43) η οποία περιλαμβάνει έναν πίνακα με πάχος=1pixel και 4 γραμμές (Γραμμές 14-4). Η πρώτη γραμμή του εκτείνεται σε δύο στήλες και περιλαμβάνει τη λέξη "Select" (Γραμμές 15-16). Στο πρώτο κελί της δεύτερης γραμμής του πίνακα αναγράφεται "Case 1" και στο δεύτερο κελί της ίδιας γραμμής υπάρχει ένα κουμπί τύπου select με 8 χρώματα ως επιλογές (Γραμμές 18-7) και προεπιλεγμένη τιμή το "White" (Γραμμή 6). Ο χρήστης με το κουμπί αυτό επιλέγει το χρώμα του φόντου της ιστοσελίδας. Στο πρώτο κελί της τρίτης γραμμής του πίνακα αναγράφεται "Case " και στο δεύτερο κελί της ίδιας γραμμής υπάρχει πάλι ένα κουμπί τύπου select με 8 χρώματα ως επιλογές (Γραμμές 9-38) και προεπιλεγμένη τιμή το "Black" (Γραμμή 30). Ο χρήστης με το κουμπί αυτό επιλέγει το χρώμα του κειμένου της ιστοσελίδας. Τέλος, στην τέταρτη γραμμή του πίνακα που εκτείνεται σε δύο στήλες (Γραμμή 39) εμφανίζεται ένα κουμπί τύπου button που αναγράφει "Click me!" (Γραμμή 40). Πατώντας το κουμπί, τρέχει το onclick event που καλεί τη συνάρτηση f() (Γραμμές 4-8), η οποία με τη σειρά της ανάλογα με την επιλογή χρωμάτων του χρήστη αλλάζει αντίστοιχα τα χρώματα του φόντου και του κειμένου της ιστοσελίδας (Γραμμές 6-7). 13
Θ.Ε. ΠΛΗ3 «Τηλεματική, Διαδίκτυα και Κοινωνία» ΘΕΜΑ 5 (0%) Δίνεται το παρακάτω DD (Document ype Definition): <!ELEMEN keimeno (title, chapter+)> <!ELEMEN chapter (title, paragr*, note*, section*)> <!ALIS chapter chap_num ID #EQUIED> <!ELEMEN section (title, paragr+, note*)> <!ELEMEN title (#CDAA emphasi)*> <!ELEMEN paragr (#CDAA emphasi)*> <!ELEMEN note (#CDAA emphasi)*> <!ELEMEN emphasi (#CDAA)> ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Η προδιαγραφή (#CDAA element)* αναφέρεται σε mixed content, δηλαδή σε μικτό περιεχόμενο που περιλαμβάνει 0 ή περισσότερα CDAA ή/και 0 ή περισσότερα element. (a) (b) (c) Να περιγράψετε τι είδους XML αρχεία προδιαγράφονται από το παραπάνω DD, και να εξηγήσετε κάθε ορισμό του παραπάνω DD, καθώς και τους ιδιαίτερους περιορισμούς που επιβάλλονται στα στοιχεία των XML αρχείων. Παρουσιάστε ένα valid XML αρχείο σύμφωνα με τον παραπάνω DD ορισμό, με τα εξής χαρακτηριστικά: Θα υπάρχει ένα chapter, το οποίο θα έχει μόνο title και δύο section. Κάθε section θα έχει από ένα title, paragr, note. Το paragr του δεύτερου section θα έχει ένα emphasi μεταξύ δύο CDAA (το μοναδικό emphasi στο XML αρχείο). Κατά τα άλλα, το XML σας θα έχει όλα τα υπόλοιπα υποχρεωτικά στοιχεία που προβλέπει το DD. Παρουσιάστε το DOM δέντρο του XML αρχείου που κατασκευάσατε στο (b). 14
Θ.Ε. ΠΛΗ3 «Τηλεματική, Διαδίκτυα και Κοινωνία» ΑΠΑΝΤΗΣΗ ΘΕΜΑΤΟΣ 5 (a) Προδιαγράφονται XML αρχεία που περιέχουν ένα κείμενο (root element: keimeno). Κάθε κείμενο έχει 1 τίτλο και 1 ή περισσότερα κεφάλαια (elements: title, chapter+). Κάθε τίτλος έχει μικτό περιεχόμενο (mixed content) από CDAA ή/και 0 ή περισσότερα elements που προσδιορίζουν έμφαση, π.χ. με italics (element: (#CDAA emphasi)*). Κάθε έμφαση είναι CDAA. Κάθε κεφάλαιο έχει ένα τίτλο, 0 ή περισσότερες παραγράφους, 0 ή περισσότερες σημειώσεις, 0 ή περισσότερα τμήματα (elements: title, paragr*, note*, section*). Επίσης, κάθε κεφάλαιο έχει και ένα attribute (τύπου ID) με τον αύξοντα αριθμό του (attribute: chap_num). Κάθε παράγραφος έχει μικτό περιεχόμενο (mixed content) από CDAA ή/και 0 ή περισσότερα elements για έμφαση (element: (#CDAA emphasi)*). Κάθε σημείωση έχει μικτό περιεχόμενο (mixed content) από CDAA ή/και 0 ή περισσότερα elements για έμφαση (element: (#CDAA emphasi)*). Κάθε τμήμα έχει ένα τίτλο, 1 ή περισσότερες παραγράφους, 0 ή περισσότερες σημειώσεις (elements: title, paragr+, note*). (b) <keimeno> <title>xml UOIAL</title> <chapter chap_num = "C1"> <title>about DDs</title> <section> <title>element Declarations</title> <paragr>his is a test.</paragr> <note>his is a note.</note> </section> <section> <title>attribute Declarations</title> <paragr>his is <emphasi>another</emphasi> test.</paragr> <note>his is another note.</note> </section> </chapter> </keimeno> 15
Θ.Ε. ΠΛΗ3 «Τηλεματική, Διαδίκτυα και Κοινωνία» (c) Document keimeno title chapter ext: XML UOIAL Attribute: chap_num title section section ext: C1 ext: About DDs title paragr note ext: Element Declarations ext: his is a test. ext: his is a note. title paragr note ext: Attributes Declarations ext: his is emphasi ext: test. ext: his is another note. ext: another 16
Θ.Ε. ΠΛΗ3 «Τηλεματική, Διαδίκτυα και Κοινωνία» ΘΕΜΑ 6 (15%) Ένας φοιτητής που επισκέπτεται καθημερινά μια σελίδα, έχει παρατηρήσει ότι η σελίδα τις μισές φορές που τη ζητάει κατεβαίνει από τον web server κάνοντας χρόνο κατά μέσο όρο 15,4 sec, ενώ περίπου φορές στις 10 η σελίδα κατεβαίνει πολύ γρήγορα (σχεδόν αυτόματα). Επίσης, έχει παρατηρήσει ότι 1 στις 10 φορές που τη ζητάει, δεν κατεβαίνει καθόλου. Γνωρίζει ότι ανάμεσα σε αυτόν και τον web server που φιλοξενεί τη σελίδα, η μικρότερη χωρητικότητα είναι 4 Mbps και ότι λειτουργεί ένα ιεραρχικό σύστημα caching τριών επιπέδων: Η σελίδα αναζητείται πρώτα στο C του, μετά σε έναν Η/Υ του πανεπιστημίου και τέλος, αν δεν βρεθεί στις προηγούμενες περιπτώσεις, αναζητείται στον web server. Ζητούνται τα παρακάτω: (a) Ποια είναι η πιθανότητα η σελίδα να βρίσκεται: (i) στον Η/Υ του Πανεπιστημίου και (ii) στον web server; (b) Ποιος είναι ο μέσος όρος χρόνου μετάβασης με επιστροφή για τη συγκεκριμένη σελίδα από το C του φοιτητή ως τον web server, αν ισχύουν τα ακόλουθα: δεν χρησιμοποιείται καθόλου caching, ο μέγιστος αριθμός ταυτόχρονων συνδέσεων με τις οποίες συνδέεται ο φοιτητής στη σελίδα είναι, η σελίδα έχει μέγεθος 4 MB και αποτελείται από 180 αρχεία; (c) Ο διαχειριστής της σελίδας αποφασίζει να βελτιώσει την κατάσταση στο server, ώστε να μειωθεί η πιθανότητα να μην κατέβει καθόλου η σελίδα, στο 1/ της αρχικής. Για να το πετύχει αυτό, θα εισάγει μία reverse proxy cache στον web server, και θα κάνει βελτιώσεις στην cache του web server, ώστε να μην αλλάξει η πιθανότητα να κατέβει η σελίδα από τον web server και χωρίς να πειραχτεί το υπόλοιπο ιεραρχικό σύστημα caching. Ποια θα πρέπει να είναι τότε η πιθανότητα η σελίδα να βρίσκεται στην reverse proxy cache και ποια να βρίσκεται στον web server; Σημείωση: Σκοπός της reverse proxy cache της άσκησης είναι να μειώσει το φόρτο που δέχεται ο web server και να επιταχύνει την απόκρισή του, για το λόγο αυτό χρησιμοποιείται και ο όρος web accelerator. Προφανώς η reverse proxy cache τοποθετείται ιεραρχικά πάνω από την cache του Η/Υ του πανεπιστημίου. 17
Θ.Ε. ΠΛΗ3 «Τηλεματική, Διαδίκτυα και Κοινωνία» ΑΠΑΝΤΗΣΗ ΘΕΜΑΤΟΣ 6 (a) Ζητούνται τα h Παν και h serv που είναι οι πιθανότητες να βρίσκεται η σελίδα στον Η/Υ του Πανεπιστημίου και στον web server αντίστοιχα. Από τα δεδομένα του θέματος, συμπεραίνουμε ότι: C = 0. serv = 0.5 no = 0.1 (όπου no είναι η πιθανότητα να μην κατέβει καθόλου η σελίδα όταν ζητηθεί) Προφανώς ισχύει: C + Παν + serv + no = 1 0.+ Παν +0.5+0.1=1 Παν = 0. Από τους τύπους που συνδέουν τα με τα h στο ιεραρχικό σύστημα caching, ισχύει: h C = C = 0. Παν = h Παν (1 C ) 0. =h Παν (1 0.) 0. =h Παν 0.8 h Παν = 0.5 serv =h serv (1 Παν C ) 0.5= h serv (1 0. 0.) 0.5 = h serv 0.6 h serv = 0.83 Συνεπώς, οι ζητούμενες πιθανότητες είναι: ii) h Παν = 0.5 για την μνήμη cache του Η/Υ του Πανεπιστημίου iii) h serv = 0.83 για τον web server που φιλοξενεί τη σελίδα (b) Θεωρούμε τον παρακάτω τύπο: r S n 4 3 C K min (1) Από τα δεδομένα της άσκησης γνωρίζουμε ότι: r = 15.4 sec (αφού δεν χρησιμοποιείται καθόλου caching ο χρόνος κατεβάσματος της σελίδας είναι ο χρόνος που χρειάζεται για να κατέβει η σελίδα από τον web server) Συνολικός αριθμός αρχείων n = 180 Μέγεθος της σελίδας S = 4 MB = 4096 Kbytes Αριθμός ταυτόχρονων συνδέσεων στη σελίδα K = Μικρότερη χωρητικότητα C min = 4Mbps = 500 Kbytes/sec Ζητείται ο μέσος όρος χρόνου μετάβασης με επιστροφή. Με αντικατάσταση στη σχέση (1) έχουμε: 4096( KBytes) 180 15.4sec 4 3 (sec) 500( KBytes / sec) ή 6 ms 0.06sec (c) Στην περίπτωση που ο διαχειριστής της σελίδας εισάγει τη reverse proxy cache, η οποία ιεραρχικά τοποθετείται πάνω από την cache του Η/Υ του Πανεπιστημίου, τώρα θα έχουμε τέσσερις περιπτώσεις επιτυχούς ανεύρεσης της σελίδας. Η κατάσταση παραμένει ίδια όσον αφορά την browser cache και την cache του Η/Υ του πανεπιστημίου. Με βάση τα δεδομένα της ερώτησης, η πιθανότητα να κατέβει η σελίδα από τη reverse proxy cache είναι το ½ της αρχικής πιθανότητας no = 0.1, δηλαδή rp = 0.05, αφού πρέπει να μείνει ίδια η πιθανότητα να κατέβει η σελίδα από τον web server. Δηλ. η πιθανότητα να κατέβει από τον web server παραμένει: serv =0.5. 18
Θ.Ε. ΠΛΗ3 «Τηλεματική, Διαδίκτυα και Κοινωνία» Επίσης, τώρα πλέον no =0.05 Συνεπώς, οι πιθανότητες επιτυχούς ανεύρεσης της σελίδας έχουν ως εξής: C = 0. Παν = 0. rp = 0.05 serv = 0.5 no = 0.05 Συνεπώς: h C = C = 0. Παν =h Παν (1 C ) 0. = h Παν (1 0.) 0. = h Παν 0.8 h Παν = 0.5 rp =h rp (1 Παν C ) 0.05 =h rp (1 0. 0.) 0.05 = h rp 0.6 h rp = 0.083 serv = h serv (1 rp Παν C ) 0.5 =h serv (1 0.05 0. 0.) 0.5 = h serv 0.55h serv = 0.909 19
Θ.Ε. ΠΛΗ3 «Τηλεματική, Διαδίκτυα και Κοινωνία» ΘΕΜΑ 7 (10%) (a) Τι γνωρίζετε για τον υπολογισμό στο νέφος (cloud computing) και την αποθήκευση στο νέφος (cloud storage); (b) Ποια θεωρείτε βασικά χαρακτηριστικά του cloud computing; (c) Αναφέρετε πλεονεκτήματα και πιθανά μειονεκτήματα από τη χρήση cloud storage. ΑΠΑΝΤΗΣΗ ΘΕΜΑΤΟΣ 7 Για τις απαντήσεις αναμένεται ένα σύντομο κείμενο που θα βρίσκεται στο παρακάτω πνεύμα: (a) Cloud computing: Όρος που χρησιμοποιείται για να περιγράψει διάφορες μορφές υπολογισμού που εμπλέκουν μεγάλο αριθμό υπολογιστών συνδεδεμένων μέσω ενός δικτύου π.χ. το Internet (νέφος). Επιστημονικά θεωρείται λίγο-πολύ συνώνυμος όρος του κατανεμημένου υπολογισμού (distributed computing). Cloud storage: Όρος που περιγράφει την αποθήκευση δεδομένων σε υποδομή που περιλαμβάνει τον υπολογιστή του χρήστη, αλλά και χώρους αποθήκευσης που φιλοξενούνται από τρίτους. (b) Ευελιξία, Χρήση Application rogramming Interfaces (AI) για επικοινωνία με το «νέφος», Ανεξαρτησία από μηχανές και τοποθεσία, Αξιοπιστία και μικρή εξάρτηση από καταστροφές υλικού και λογισμικού, (c) Πλεονεκτήματα: Μικρό κόστος, Δυνατότητα επιλογής υποδομής με διαφορετικά κριτήρια (ασφάλεια, αποκατάσταση από καταστροφές, κ.λπ.), Αποφυγή εργασιών συντήρησης, backup κ.α., Διαθεσιμότητα επιπλέον εφαρμογών, Πιθανά Μειονεκτήματα: Ασφάλεια προσωπικών δεδομένων, Ακεραιότητα δεδομένων, Νομικές ρυθμίσεις, 0