Yüksek hızlı veri aktarımı. Verim hesaplanması. İnternet bağlantısının hızı neye bağlıdır?

Tüm bilgi türleri bir dizi elektriksel darbe ile kodlanmıştır: bir darbe (1) vardır, darbe (0) yoktur, yani bir sıfırlar ve birler dizisinde. Bir bilgisayardaki bu tür bilgi kodlamasına ikili kodlama denir ve mantıksal sıfırlar ve birler dizilerine makine dili denir.

Bu sayılar iki eşit olası durum (olay) olarak görülebilir. İkili bir rakam yazarken, iki olası durumdan (iki basamaktan biri) birinin seçimi gerçekleştirilir ve bu nedenle 1 bit'e eşit miktarda bilgi taşır.

Bilgi bitlerinin (bit) miktarının ölçü birimi bile adını İngilizce Binary digit, yani ikili basamaktan almıştır.

Makine ikili kodunun her basamağının 1 bit olarak bilgi taşıması önemlidir. Böylece, iki basamak 2 bit, üç bit - 3 bit vb. Bit cinsinden bilgi miktarı, ikili makine kodunun basamak sayısına eşittir.

Bilgi sisteminde bilgi iletimi.

Sistem bir bilgi göndericisi, bir iletişim hattı ve bir bilgi alıcısından oluşur. Uygun adrese iletilmesi için mesaj önce bir sinyale dönüştürülmelidir. Bir sinyal, değişen bir şey olarak anlaşılır. fiziksel miktar bir mesaj gösteriliyor. sinyal- bir mesajın maddi taşıyıcısı, yani bilginin bir iletişim hattı üzerinden iletilmesini sağlayan değişen bir fiziksel miktar. Bir vericiden alıcıya sinyallerin iletildiği fiziksel ortama iletişim hattı denir.

V modern teknoloji elektriksel, elektromanyetik, ışık, mekanik, ses, ultrasonik sinyaller uygulama bulmuştur. Mesajların iletimi için sistemde kullanılan iletişim hattı üzerinden verimli bir şekilde dağıtılabilen taşıyıcının kabul edilmesi gerekmektedir.

Mesajların iletişim hattından geçmeye uygun sinyallere dönüştürülmesi verici tarafından gerçekleştirilir.

Ayrık mesajları bir sinyale dönüştürme sürecinde mesaj kodlanır. Geniş anlamda kodlama, mesajların bir sinyale dönüştürülmesidir. Dar anlamda kodlama, ayrı mesajların belirli sembol kombinasyonları biçiminde sinyallerle gösterilmesidir. Kodlamayı gerçekleştiren cihaza kodlayıcı denir.

Sinyaller, iletim sırasında parazite maruz kalır. Girişim, alınan mesajın (sinyal) iletilen mesajdan rastgele sapmasına neden olan, herhangi bir müdahalede bulunan harici rahatsızlıklar veya etkiler (atmosferik girişim, yabancı sinyal kaynaklarının etkisi) ve ayrıca ekipmanın kendisindeki sinyal bozulmaları (donanım girişimi) anlamına gelir.

Alıcı tarafta, ters kod çözme işlemi gerçekleştirilir, yani. iletilen mesajın alınan sinyalinden kurtarma.

Alıcının arkasına yerleştirilen karar cihazı, alınan sinyali, ondan mümkün olduğunca eksiksiz bilgi çıkarmak amacıyla işler.

Bir kod çözücü (kod çözücü), alınan sinyali alıcı için uygun bir forma dönüştürür.

Bir sinyali iletmek için araçlar kümesine iletişim kanalı denir. Aynı bağlantı birçok kaynak ve alıcı arasında sinyalleri iletmek için kullanılabilir, yani bağlantı birden çok kanala hizmet edebilir.

Bilgi iletim sistemlerini sentezlerken, mesajların iletilmesiyle ilgili iki ana sorunu çözmek gerekir:

Mesaj iletiminin gürültü bağışıklığının sağlanması

Mesaj aktarımının yüksek verimliliğinin sağlanması

Gürültü bağışıklığı, bilginin parazitin zararlı etkilerine direnme yeteneğini ifade eder. Bu koşullar altında, yani. belirli bir girişim için, gürültü bağışıklığı bilgi aktarımının doğruluğunu belirler. Doğruluk, alınan mesajın (sinyal) iletilen mesaja (sinyal) uygunluğunun ölçüsü olarak anlaşılır.

Bilgi iletim sisteminin etkinliği, sistemin, bilgi iletimi sağlama yeteneği olarak anlaşılmaktadır. verilen miktar bilgileri en ekonomik şekilde Verimlilik, sistemin belirli bir miktarda bilgiyi en az sinyal gücü, zaman ve bant genişliği harcaması ile iletmesini sağlama yeteneğini karakterize eder.

Bilgi teorisi, gürültü bağışıklığını ve verimliliğini değerlendirmek için kriterler belirler bilgi sistemi ve ayrıca gürültü bağışıklığını ve verimliliğini artırmanın genel yollarını gösterir.

Veri aktarım hızı - bilgilerin ikili biçimde iletilme veya alınma hızı. Tipik olarak, baud hızı saniyede iletilen bit sayısı ile ölçülür.

Saniyedeki bit sayısı - hem yararlı hem de hizmet bilgileri dikkate alınarak, saniyede bir iletişim kanalı tarafından iletilen ikili bit sayısına eşit bir bilgi aktarım hızı birimi.

İletişim kanalı bant genişliği, kaynaktan hedefe maksimum veri aktarım hızıdır.

Saniyedeki karakter sayısı, yararlı bilgilerin (yalnızca) aktarım hızı için bir ölçü birimidir.

Daha büyük birimlere taşı

Alfabenin maksimum gücünde herhangi bir kısıtlama yoktur, ancak hem bir kişi hem de bir kişi için bilgi ile çalışmak için (şimdiki aşamada) yeterli sayılabilecek bir alfabe vardır. teknik cihazlar... İçerir: Latin alfabesi, ülkenin dilinin alfabesi, sayılar, özel karakterler - toplamda yaklaşık 200 karakter. Yukarıdaki tablodan, 7 bit bilginin yeterli olmadığı, böyle bir alfabenin herhangi bir karakterini kodlamak için 8 bitin gerekli olduğu sonucuna varabiliriz, 256 = 28.8 bit 1 bayt oluşturur. Yani, bir bilgisayar alfabe karakterini kodlamak için 1 bayt kullanılır. Bilgi ölçü birimlerinin genişletilmesi fizikte kullanılana benzer - "kilo", "mega", "giga" öneklerini kullanırlar. Tabanın 10 değil, 2 olduğu unutulmamalıdır.

1 KB (kilobayt) = 210 bayt = 1024 bayt,

1 MB (megabayt) = 210 KB = 220 bayt vb.

Bir mesajdaki bilgi miktarını tahmin etme yeteneği, iletişim kanallarından bilgi akışının hızını belirlemeye yardımcı olacaktır. Bir iletişim kanalı üzerinden maksimum bilgi iletim hızı, iletişim kanalının bant genişliği olarak adlandırılır. Günümüzde en gelişmiş iletişim araçları optik fiberlerdir. Bilgi, bir lazer yayıcı tarafından gönderilen ışık darbeleri şeklinde iletilir. Bu iletişim araçları, yüksek gürültü bağışıklığına ve 100 Mbps'den fazla verime sahiptir.

Genel bilgi

Çoğu durumda, ağlarda bilgi sırayla iletilir. Veri bitleri dönüşümlü olarak bir iletişim kanalı, kablo veya kablosuz üzerinden iletilir. Şekil 1, bir bilgisayar veya başka bir dijital devre tarafından iletilen bir bit dizisini göstermektedir. Bu veri sinyaline genellikle orijinal sinyal denir. Veriler iki voltaj seviyesi ile temsil edilir, örneğin mantıksal bir seviye +3 V'luk bir voltaja karşılık gelir ve mantıksal bir sıfır +0,2 V'a karşılık gelir. Diğer seviyeler de kullanılabilir. Sıfıra dönüş olmayan (NRZ) kod formatında (Şekil 1), sıfıra dönüş (RZ) formatının aksine sinyal her bitten sonra nötre dönmez.

bit hızı

Veri hızı R, saniyedeki bit sayısı (bit / s veya bps) olarak ifade edilir. Hız, bit süresinin veya bit süresinin (TB) bir fonksiyonudur (Şekil 1):

Bu hıza kanal genişliği de denir ve C harfi ile gösterilir. Bit zamanı 10 ns ise veri aktarım hızı şu şekilde belirlenir.

R = 1/10 × 10 - 9 = 100 Mbit/s

Bu genellikle 100 Mb/s olarak kaydedilir.

Servis Bitleri

Bit hızı genellikle gerçek veri aktarım hızını ifade eder. Ancak çoğu seri protokolde veri, kaynak adresi, hedef adresi, hata algılama ve kod düzeltme bitleri ve diğer bilgi veya kontrol bitlerini içeren daha karmaşık bir çerçeve veya paketin yalnızca bir parçasıdır. Protokol çerçevesinde veri denir. kullanışlı bilgi(yük). Veri olmayan bitlere tepe bitleri denir. Bazen ek bitlerin sayısı önemli olabilir - kanal üzerinden iletilen toplam faydalı bit sayısına bağlı olarak %20'den %50'ye kadar.

Örneğin, bir Ethernet çerçevesi, yük miktarına bağlı olarak 1542 bayta veya sekizliye kadar olabilir. Yük, 42 ile 1500 sekizli arasında olabilir. Maksimum faydalı tepe sekizli sayısı ile, yalnızca 42/1542 veya %2.7 olacaktır. Daha az yararlı bayt olsaydı daha fazlası olurdu. Protokol verimliliği olarak da bilinen bu oran, genellikle maksimum çerçeve boyutu üzerindeki yük miktarının yüzdesi olarak ifade edilir:

Protokol verimliliği = yük / çerçeve boyutu = 1500/1542 = 0,9727 veya %97,3

Tipik olarak, gerçek hat hızı, gerçek ağ veri hızını göstermek için ek yükün miktarına bağlı olarak bir faktör kadar artırılır. One Gigabit Ethernet'te gerçek hat hızı 1,25 Gb/sn iken veri aktarım hızı 1 Gb/sn'dir. 10-Gbit/s Ethernet için bu değerler sırasıyla 10.3125 Gb/s ve 10 Gb/s'dir. Bant genişliği, yük hızı veya etkin veri hızı gibi kavramlar, bir ağ üzerinden veri aktarım hızını tahmin etmek için de kullanılabilir.

Baud hızı

"Baud" terimi, 5 bitlik teletip kodunu icat eden Fransız mühendis Emile Baudot'un soyadından gelir. Baud hızı, bir sinyalin veya sembolün bir saniyede değişme sayısıdır. Sembol, voltaj, frekans veya fazdaki çeşitli değişikliklerden biridir.

NRZ ikili formatı, her biri 0 veya 1 için bir tane olmak üzere, voltaj seviyeleri ile temsil edilen iki karaktere sahiptir. Bu durumda, baud hızı veya sembol hızı, bit hızı ile aynıdır. Bununla birlikte, bir iletim aralığında ikiden fazla sembole sahip olmak mümkündür, bu sayede her bir sembol için birkaç bit tahsis edilir. Bu durumda, herhangi bir iletişim kanalındaki veriler yalnızca modülasyon kullanılarak iletilebilir.

İletim ortamı orijinal sinyali işleyemediğinde modülasyon ön plana çıkar. tabiki bahsettiğimiz kablosuz Ağlar... Orijinal ikili sinyaller doğrudan iletilemez, RF taşıyıcısına taşınmaları gerekir. Bazı kablo protokolleri de iletim hızını artırmak için modülasyon kullanır. Buna “geniş bant iletimi” denir.
Yukarıda: temel bant sinyali, orijinal sinyal

Bileşik karakterler kullanılarak, her birinde birkaç bit iletilebilir. Örneğin, simge hızı 4800 baud ve her simge iki bit ise toplam baud hızı 9600 bps'dir. Genellikle, karakter sayısı 2'nin bir kuvvetiyle temsil edilir. N bir karakterdeki bit sayısıysa, gerekli karakter sayısı S = 2N olacaktır. Yani toplam baud hızı:

R = baud hızı × log 2 S = baud hızı × 3.32 log 1 0 S

Baud hızı 4800 ise ve karakter başına iki bit tahsis edilmişse, karakter sayısı 22 = 4'tür.

Sonra bit hızı:

R = 4800 × 3.32log (4) = 4800 × 2 = 9600 bps

NRZ ikili biçiminde olduğu gibi, bit başına bir sembolle, bit hızları ve baud hızları aynıdır.

Çok seviyeli modülasyon

Birçok modülasyon yöntemiyle yüksek bir bit hızı elde edilebilir. Örneğin, frekans kaydırmalı anahtarlama (FSK), her bir sembol yuvasında mantıksal 0'ları ve 1'leri temsil etmek için tipik olarak iki farklı frekans kullanır. Burada bit hızı baud hızına eşittir. Ancak her bir sembol iki biti temsil ediyorsa, o zaman dört frekans gereklidir (4FSK). 4FSK'da bit hızı, baud hızının iki katıdır.

Diğer bir yaygın örnek, faz kaydırmalı anahtarlamadır (PSK). İkili PSK'da her karakter 0 veya 1'i temsil eder. İkili 0 0 °'yi ve ikili 1 180 °'yi temsil eder. Karakter başına bir bit ile bit hızı, baud hızına eşittir. Bununla birlikte, bit sayısının karakterlere oranını artırmak zor değildir (bkz. Tablo 1).

Tablo 1.

İkili Faz Kaydırmalı Anahtarlama.

bitler	Faz kayması (derece)

Örneğin, kareleme PSK'sında, sembol başına iki bit vardır. Bu yapı ve baud başına iki bit ile bit hızı, baud hızının iki katıdır. Baud başına üç bitte, modülasyon 8PSK olarak belirlenecek ve sekiz farklı faz kayması üç biti temsil edecektir. Ve 16PSK ile 16 faz kayması 4 biti temsil eder.

Katmanlı modülasyonun benzersiz biçimlerinden biri Dörtlü Genlik Modülasyonudur (QAM). QAM, çoklu bitleri temsil eden semboller oluşturmak için farklı genlik seviyeleri ve faz ofsetlerinin bir kombinasyonunu kullanır. Örneğin, 16QAM, sembol başına dört bit kodlar. Semboller, farklı genlik seviyelerinin ve faz kaymalarının bir kombinasyonudur.

4 bitlik kodun her değeri için taşıyıcının genliğini ve fazını görselleştirmek için, aynı zamanda romantik adı "takımyıldız" olan bir kareleme diyagramı kullanılır (Şekil 2). Her nokta belirli bir taşıyıcı genliğine ve faz kaymasına karşılık gelir. Toplam 16 sembol, sembol başına dört bit ile kodlanmıştır ve bu, baud hızının 4 katı olan bir bit hızı ile sonuçlanır.

Neden baud başına birden çok bit?

Baud başına birden fazla bit ileterek, daha dar bir kanal üzerinden yüksek hızda veri gönderebilirsiniz. Mümkün olan maksimum veri aktarım hızının, aktarım kanalının bant genişliği tarafından belirlendiği unutulmamalıdır.
Düşünen En kötü durumda veri akışındaki sıfırları ve birleri serpiştirirseniz, belirli bir bant genişliği B için maksimum teorik bit hızı C şöyle olacaktır:

Veya maksimum hızda bant genişliği:

1 Mb / s hızında bir sinyal iletmek için ihtiyacınız olan:

B = 1/2 = 0,5 MHz veya 500 kHz

Sembol başına birkaç bit ile çok seviyeli modülasyon kullanıldığında, maksimum teorik veri hızı şöyle olacaktır:

Burada N, bir karakter aralığındaki karakter sayısıdır:

log 2 N = 3.32 log10N

Belirli sayıda seviye için istenen hızı sağlamak için gereken bant genişliği aşağıdaki gibi hesaplanır:

Örneğin, sembol başına iki bit ve dört seviyede 1 Mbps'lik bir iletim hızı elde etmek için gereken bant genişliği şu şekilde tanımlanabilir:

log 2 N = 3.32 log 10 (4) = 2

B = 1/2 (2) = 1/4 = 0.25 MHz

Sabit bir bant genişliğinde istenen veri hızını elde etmek için gereken karakter sayısı şu şekilde hesaplanabilir:

3.32 log 10 N = C / 2B

Log 10 N = C / 2B = C / 6.64B

N = log-1 (C / 6.64B)

Bir önceki örnek kullanılarak, 250 kHz'lik bir kanal üzerinden 1 Mbps'de iletmek için gereken karakter sayısı şu şekilde belirlenir:

log 10 N = C / 6.64B = 1 / 6.64 (0.25) = 0.60

N = log-1 (0,602) = 4 karakter

Bu hesaplamalar kanalda gürültü olmadığını varsayar. Gürültüyü hesaba katmak için Shannon-Hartley teoremini uygulamanız gerekir:

C = B log 2 (S / N + 1)

C, kanalın saniyede bit cinsinden bant genişliğidir,
B - hertz cinsinden kanal bant genişliği,
S / N - sinyal-gürültü oranı.

Ondalık logaritma biçiminde:

C = 3.32B günlük 10 (S / N + 1)

30 dB S/N ile 0.25 MHz kanalda maksimum hız nedir? 30 dB 1000 anlamına gelir. Bu nedenle maksimum hız:

C = 3,32B günlük 10 (S/N+1) = 3,32 (0,25) günlük 10 (1001) = 2,5 Mb/sn

Shannon-Hartley Teoremi, bu teorik sonucu elde etmek için çok seviyeli modülasyonun uygulanması gerektiğini özellikle belirtmez. Önceki prosedürü kullanarak, karakter başına kaç bit gerektiğini öğrenebilirsiniz:

log 10 N = C / 6.64B = 2.5 / 6.64 (0.25) = 1.5

N = log-1 (1.5) = 32 karakter

32 karakter kullanmak, karakter başına beş bit anlamına gelir (25 = 32).

Baud Hızı Ölçüm Örnekleri

Hemen hemen tüm yüksek hızlı bağlantılar, bir çeşit geniş bant iletimi kullanır. Wi-Fi'de, ortogonal frekans bölmeli çoğullama (OFDM) modülasyon şemaları QPSK, 16QAM ve 64QAM kullanır.

Aynısı WiMAX ve teknoloji için de geçerlidir hücresel iletişim Uzun Vadeli Evrim (LTE) 4G. Analog sinyal iletimi ve dijital televizyon kablolu TV ve yüksek hızlı internet erişim sistemlerinde 16QAM ve 64QAM, uydu iletişiminde ise QPSK ve farklı versiyonlar QAM.

Kamu güvenliği kara mobil telsiz sistemleri için son zamanlarda 4FSK ses ve veri modülasyon standartları kabul edilmiştir. Bu bant genişliği daraltma tekniği, bant genişliğini kanal başına 25 kHz'den 12,5 kHz'e ve nihayetinde 6,25 kHz'e düşürmek için tasarlanmıştır. Sonuç olarak, aynı spektral aralığa diğer radyo istasyonları için daha fazla kanal yerleştirilebilir.

televizyon yüksek çözünürlük Amerika Birleşik Devletleri'nde, sekiz seviyeli körelmiş yan bant (8 seviyeli kısmen bastırılmış yan bant sinyali) veya 8VSB adı verilen bir modülasyon tekniği kullanır. Bu yöntem, 8 genlik seviyesinde sembol başına üç bit tahsis ederek saniyede 10.800 sembolün iletilmesine izin verir. Karakter başına 3 bitte tam hız 3 × 10.800.000 = 32.4 MB/sn'dir. Yalnızca bir tam yan bant ve diğerinin bir kısmını ileten VSB ile birlikte, yüksek tanımlı video ve ses verileri 6 MHz'lik bir televizyon kanalı üzerinden iletilebilir.

Anahtar Kelimeler:

Veri aktarım hızı

Saniye başına bit

Veri aktarım hızı, iletişim hattının en önemli özelliğidir. Bu paragrafı tamamladıktan sonra, bir ağ üzerinden veri aktarımı ile ilgili sorunları nasıl çözeceğinizi öğreneceksiniz.

Birimler

Bize zaten aşina olduğumuz durumlarda hızın hangi birimlerde ölçüldüğünü hatırlayalım. Bir araba için hız, birim zamanda kat edilen mesafedir; hız, saatte kilometre veya saniyede metre olarak ölçülür. Akışkan transfer uygulamalarında hız, litre/dakika (veya saniye/saniye, saat) cinsinden ölçülür.

Veri iletim problemlerinde, ağ üzerinden birim zaman başına (çoğunlukla saniyede) iletilen veri miktarını hız olarak adlandırmamız şaşırtıcı değildir.

Veri miktarı, bilgi miktarının herhangi bir biriminde ölçülebilir: bitler, baytlar, Kbaytlar, vb. Ancak pratikte, veri aktarım hızı çoğunlukla saniyede bit (bit / s) olarak ölçülür.

Yüksek hızlı ağlarda, veri değişim hızı saniyede milyonlarca ve milyarlarca bit olabilir, bu nedenle birden fazla birim kullanılır: 1 kbit / s (saniyede kilobit), 1 Mbit / s (saniyede megabit) ve 1 Gbit / s (saniyede gigabit).

1 kbps = 1.000 bps 1 Mbps = 1.000.000 bps 1 Gbps = 1.000.000.000 bps

Lütfen burada “kilo-”, “mega-” ve “giga-” öneklerinin (uluslararası SI birimleri sisteminde olduğu gibi) tam olarak bin, bir milyon ve bir milyar kat artışı ifade ettiğini unutmayın. Bunu geleneksel ölçü birimlerinde hatırlayın Bilgi miktarı"Kilo-" 1024 kat, "mega-" - 1024 2 ve "giga-" - 1024 3 artış anlamına gelir.

Görevler

Bazı ağlar üzerinden veri aktarım hızının v bit / s. Bu, bir saniyede, v bitler ve için T saniye - v × t bit.

Sorun 1... İletişim hızı 80 bit/s. 5 dakika içinde kaç bayt aktarılacak?

Çözüm... Bildiğiniz gibi, bilgi miktarı formülle hesaplanır. ben = v × t... V bu durum v= 80 bps ve T= 5 dakika Ancak hız, bit cinsinden verilir. bana bir saniye ver ve zaman geldi dakika, bu nedenle, doğru cevabı almak için dakikaları saniyelere çevirmeniz gerekir:

T= 5 × 60 = 300 sn

ve ancak o zaman çarpma işlemini yapın. İlk olarak, bit cinsinden bilgi miktarını alırız:

ben= 80 bit / s × 300 s = 24000 bit

Sonra onu baytlara çeviriyoruz:

ben= 24000: 8 bayt = 3000 bayt

Cevap: 3000 bayt.

Görev 2... İletişim hızı 100 bit/s'dir. 125 baytlık bir dosyayı aktarmak kaç saniye sürer?

Çözüm... Baud hızını biliyoruz ( v= 100 bit/s) ve bilgi miktarı ( ben= 125 bayt). formülden ben = v × t alırız

T= ben: v.

Ama hız ayarlanmış bit saniyede ve bilgi miktarı - bayt... Bu nedenle, ölçü birimlerini "kenetlemek" için, önce bilgi miktarını bitlere (veya hızı saniye başına baytlara!) dönüştürmeniz gerekir:

ben= 125 × 8 bit = 1000 bit.

Şimdi iletim zamanını buluyoruz:

T= 1000 : 100 = 10 sn .

Cevap: 10 saniye.

Sorun 3... 200 baytlık bir dosya 16 saniyede aktarıldıysa, ortalama veri aktarım hızı (saniyedeki bit cinsinden) nedir?

Çözüm... Bilgi miktarını biliyoruz ( ben= 200 bayt) ve veri aktarım süresi ( T= 16 sn). formülden ben = v × t alırız

v= ben: T.

Ama dosya boyutu bayt ve iletim hızının elde edilmesi gerekir bit her saniye. Bu nedenle, önce bilgi miktarını bitlere çeviriyoruz:

ben= 200 × 8 bit = 1600 bit.

Şimdi ortalama hızı buluyoruz

v= 1600 : 16 = 100 bps .

Lütfen ortalama aktarım hızından bahsettiğimizi unutmayın, çünkü veri alışverişi sırasında değişebilir.

Cevap: 100b/sn.

1. Veri aktarım hızı hangi birimlerde ölçülür? bilgisayar ağları?

2. “Kilo-”, “mega-” ve “giga-” önekleri veri aktarım hızı açısından ne anlama geliyor? Neden bu öneklerin bilgi miktarı açısından aynı olmadığını düşünüyorsunuz?

3. Veri aktarım hızı sorunlarını çözmek için hangi formül kullanılır?

4. Sence ne esas sebep Bu tür sorunları çözmede hatalar?

1. Bir iletişim hattı üzerinden saniyede 1500 bit hızında 24 saniyede kaç bayt bilgi iletilecektir?

2. 9600 bps hızındaki bir iletişim hattı üzerinden 15 saniyede kaç byte bilgi iletilecektir?

3. Bir iletişim hattı üzerinden saniyede 256.000 bit hızında 16 saniyede kaç bayt bilgi iletilir?

4. 5 KB'lık bir dosyayı 1024 bps iletişim hattı üzerinden aktarmak kaç saniye sürer?

5. 800 baytlık bir dosyayı 200 bps iletişim hattı üzerinden aktarmak kaç saniye sürer?

6. 256 KB'lık bir dosyanın bir iletişim hattı üzerinden saniyede 64 bayt hızında aktarılması kaç saniye sürer?

7. 400 sayfa metin içeren kitap (her sayfada 60 karakterlik 30 satır), 8 bit kodlama ile kodlanmıştır. Bu kitabı 5 kbps'lik bir iletişim hattı üzerinden iletmek kaç saniye sürer?

8. 5 saniyede 400 baytlık bir dosya iletildiyse, iletişim hattı üzerinden saniyede kaç bit iletilir?

9. 2 Kbyte'lık bir dosya 8 saniyede aktarılırsa, iletişim hattı üzerinden saniyede kaç bit iletilir?

10. 100 KB'lık bir dosya 16 saniyede aktarılırsa, iletişim hattı üzerinden saniyede kaç bayt iletilir?

En önemli bölüm 1: · Bilgisayar bilimi, otomatik veri işleme ile ilgili çok çeşitli konuları inceler. · Kişi, duyuları yardımıyla etrafındaki dünya hakkında bilgi alır. · Veriler kaydedilir (kodlanır) bilgiler. Bilgisayarlar yalnızca verilerle çalışır. · Sinyal, bilgi taşıyıcısının özelliklerinde bir değişikliktir. Bir mesaj, bir sinyaller dizisidir. Temel bilgi süreçleri Bilgi (veri) aktarımı ve işlenmesidir. · Bilgi miktarı için en küçük ölçü birimi birazdır. Bu, bir ikili basamak ("0" veya "1") kullanılarak kodlanabilen bilgi miktarının adıdır. · Kullanarak ben bitler kodlanabilir 2 ben farklı seçenekler. · 1 bayt 8 bit içerir. · Bilgi miktarının ölçü birimlerinde ikili önekler kullanılır: 1 KB = 2 10 bayt = 1024 bayt 1 MB = 2 20 bayt 1 GB = 2 30 bayt · Metnin bilgi hacmi, metnin uzunluğuna göre belirlenir. metin ve alfabenin gücü. Alfabe ne kadar çok karakter içeriyorsa, bir karakterin (ve bir bütün olarak metnin) bilgi hacmi o kadar büyük olur. Çizimlerin çoğu bilgisayarlarda kodlanmıştır. raster biçimi, yani, farklı renklerde bir dizi nokta (piksel) şeklinde. Piksel, kendi renginizi ayarlayabileceğiniz bir resimdeki en küçük öğedir. · Resmin bilgi hacmi, piksel sayısı ve kullanılan renk sayısı ile belirlenir. Resimde ne kadar çok renk kullanılırsa, bir pikselin (ve bir bütün olarak resmin) bilgi hacmi o kadar büyük olur. · Baud hızı genellikle bit/saniye (bps) cinsinden ölçülür. Baud hızı birimlerinde ondalık önekler kullanılır: 1 kbps = 1.000 bps 1 Mbps = 1.000.000 bps 1 Gbps = 1.000.000.000 bps

Tabii ki, 0 ve 1 yerine herhangi iki karakter kullanabilirsiniz.

ingilizce kelime biraz ifadenin kısaltmasıdır ikili basamak, "İkili basamak".

Çince, Korece, Japonca'yı içeren başka bir dil türü daha var. Onlar kullanırlar hiyeroglifler, her biri ayrı bir kelime veya kavramı ifade eder.

ingilizce kelime pikselİçin Kısa resim öğesi, resim öğesi.

Veri iletim kanallarının kalitesini değerlendirmek için aşağıdaki özellikler kullanılabilir:

iletişim kanalı üzerinden veri aktarım hızı;

iletişim kanalı bant genişliği;

bilgi transferinin güvenilirliği;

iletişim kanalının güvenilirliği.

Baud hızı... Baud (modülasyon) ve bilgi hızları (bit hızı) arasında ayrım yapın. Bilgi hızı - İngilizce versiyonunda bps olarak gösterilen bir saniyede iletişim kanalı üzerinden iletilen bit sayısı, bit / s ile belirlenir.

Baud hızı, baud (baud) cinsinden ölçülür. Bu hız birimi adını telgraf aygıtının Fransız mucidi Emilie Baudot - E. Baudot'un adından almıştır. Baud, saniyede iletim ortamının durumundaki değişiklik sayısıdır (veya zaman birimi başına sinyal değişikliği sayısı). Hat bant genişliği tarafından belirlenen baud hızıdır. 2400 baud'luk bir bilgi aktarım hızı, iletilen sinyalin durumunun saniyede 2400 kez değiştiği anlamına gelir, bu da 2400 Hz'lik bir frekansa eşdeğerdir.

Bu kavramları göstermek için, geleneksel telefon iletişim kanalları üzerinden dijital verilerin iletimine dönelim. En eski modem modellerinde bu iki hız aynıydı. Modern modemler, bir durum değişikliğinde birden çok veri bitini kodlar analog sinyal ve bu durumda veri aktarım hızı ile kanal işlem hızının örtüşmediği açıktır. Baud aralığında (bitişik sinyal değişiklikleri arasında) N bit iletilirse, modüle edilmiş taşıyıcı (taşıyıcı) parametresinin değer sayısı 2 N'ye eşittir. Örneğin, derecelendirme sayısı 16 ve baud hızı 1200 ise, bir baud 4 bit/s'ye karşılık gelir ve bilgi hızı 4800 bit/s olur, yani. bps hızı baud hızını aşıyor. Özellikle 2.400 ve 1.200 bps için modemler 600 baud iletir ve 9.600 ve 14.400 bps için modemler 2.400 baud iletir.

Analog telefon ağlarında veri aktarım hızı, bağlantıya katılan her iki modem tarafından desteklenen protokol tipine göre belirlenir. Böylece modern modemler, 33600 bps'ye kadar V.34+ protokolleri altında veya 56 Kbps'ye kadar iletim hızı ile V.90 asimetrik veri alışverişi protokolü ile çalışır.

V.34 + standardı, hemen hemen her kalitede telefon hatları üzerinden çalışmanıza olanak tanır. Modemlerin ilk bağlantısı, en kötü hatlarda çalışmasına izin veren, minimum 300 bps hızında asenkron bir arayüz üzerinden yapılır. Hattı test ettikten sonra, hattın kalitesindeki değişime uyum sağlayarak, daha sonra bağlantıyı kesmeden dinamik olarak değiştirilebilen temel iletim parametreleri (taşıyıcı frekansı 1.6-2.0 kHz, modülasyon yöntemi, senkron moda geçiş) seçilir.

V.90 protokolü, Uluslararası Telekomünikasyon Birliği (ITU) tarafından Şubat 1998'de kabul edilmiştir. Bu standarda göre, kullanıcı tarafından kurulan modemler, ağ sağlayıcısından (downstream) 56 Kbps hızında veri alabilir ve gönderebilir ( yukarı akış - Yukarı akış) - 33,6 Kbps'ye kadar hızlarda. Bu, dijital bir kanala bağlı bir ağ düğümündeki verilerin, her zaman örnekleme ve nicemleme gürültüsü getiren analogdan dijitale dönüştürmeye değil, yalnızca dijital kodlamaya tabi tutulması nedeniyle elde edilir. Kullanıcı tarafında, "son analog mil" nedeniyle, hem dijitalden analoğa (modemde) hem de analogdan dijitale dönüştürme (PBX'te) gerçekleşir, bu nedenle hız artışı imkansızdır. Açıktır ki, böyle bir şema, yalnızca modemlerden birinin dijital bir kanala erişimi olduğunda uygulanabilir. Aslında, yalnızca bir İnternet sağlayıcısı, kullanıcının PBX'ine dijital bir kanalla bağlanabilir.

Kamusal anahtarlamalı telefon ağı üzerinden aboneden aboneye bağlantılar için, yeni teknoloji uygun değildir ve işletim yalnızca 33,6 Kbps'den yüksek olmayan hızlarda mümkündür.

Farklı LAN türleri için dijital bilgi aktarım hızları Tablo 2.1'de gösterilmiştir ve küresel ağlar tablo 2.2'de.

Tablo 2.1

Ağ türü (veri bağlantı protokolü)	Veri hattı türü
	Kalın koaksiyel kablo (10Base-5) İnce koaksiyel kablo (10taban-2) ekransız bükülü çift UTP Kategori 3 (10Base-T) Fiber optik (10Base-F)
	Fiber optik (100Base-FX)
Gigabit Ethernet	Çok modlu fiber (1000Base-SX) Tek modlu fiber (1000Base-LX) Çift eksenli kablo (1000Base-CX)
Token Ring (Yüksek Hızlı Token Ring)	Optik lif
FDDI (Fiber Dağıtılmış Veri Arayüzü)	Optik lif

Tablo 2.2

hız hiyerarşisi dijital kanallar küresel ağlar

Ağ tipi	Arayüz ve veri hattı tipi	Veri aktarım hızı, Mbps
	T1 / E1, bükümlü çift kablo T2 / E2 koaksiyel kablo T3 / E3, koaksiyel ve optik kablo veya mikrodalga radyo bağlantıları
	STS-3, OC-3 / STM-1 STS-9, OC-9 / STM-3 STS-12, OC-12 / STM-4 STS-18, OC-18 / STM-6 STS-24, OC-24 / STM-8 STS-36, OC-36 / STM-12 STS-48, OC-48 / STM-16
	BRI (temel) PRI (özel)
	Abone ağı (Upstream) Abone ağı (Aşağı akış)

Fiber optik iletişim hatlarında rekor veri iletim hızlarına ulaşılmıştır. Dalga boyu bölmeli çoğullama (WDM) yöntemini kullanan deneysel ekipman, 150 km mesafede 1100 Gbit / s hıza ulaştı. Mevcut WDM tabanlı sistemlerden birinde iletim, 320 km'ye kadar olan mesafelerde 40 Gbit/s hızındadır. WDM yönteminde birkaç taşıyıcı frekans (kanal) tahsis edilir. Yani, en son bahsedilen sistemde, 4 * 105 GHz frekansına yakın, birbirinden 103 GHz aralıklı 16 kanal vardır, her kanalda 2,5 Gbit / s hız elde edilir.

Mümkün olan maksimum bilgi oranı, verimC (Bant genişliği) Hartley-Shannon formülü ile iletişim kanalının bant genişliği F (daha doğrusu bant genişliğinin üst frekansı ile) ile ilgilidir. N olası ayrık sinyal değerlerinin sayısı olsun, örneğin modüle edilmiş parametrenin farklı değerlerinin sayısı. Ardından, Hartley formülüne göre sinyalin büyüklüğündeki bir değişiklik için, I = log 2 N bit bilgiden fazlası yoktur.

Maksimum bilgi aktarım hızı şu şekilde tanımlanabilir:

С = log 2 N / t,

burada t, geçici süreçlerin süresidir, yaklaşık olarak (3-4) Т В ve Т В = 1 / (2πF)'ye eşittir. Sonra

bit / s,(2.1)

Gürültülü bir kanal durumunda, modüle edilmiş sinyal N'nin ayırt edilebilir değerlerinin sayısı ≤ 1 + A olmalıdır; burada A, sinyal gücünün girişime oranıdır.

Bilgisayar ağlarının kullanıcıları için önemli olan saniyedeki soyut bit sayısı değil, ölçü birimi bayt veya karakter olan bilgidir. Bu nedenle, daha uygun bir kanal özelliği, gerçek veya etkili hız Saniyede kanal üzerinden iletilen karakter (karakter) sayısı (cps, saniyedeki karakter) ile tahmin edilen, ek yük dahil değil (örneğin, bir bloğun başlangıç ve bitiş bitleri, blok başlıkları ve sağlama toplamları).

Etkili hız, yalnızca veri aktarım hızı değil, aynı zamanda aktarım yöntemi, iletişim kanalının kalitesi, çalışma koşulları ve mesajların yapısı da dahil olmak üzere bir dizi faktöre bağlıdır. Örneğin, ortalama olarak, bir modem aracılığıyla eşzamansız bir veri iletimi yöntemiyle, iletilen her 10 bit, 1 bayta veya 1 mesaj sembolüne karşılık geldiğinden, 1 cps = 10 bps. Etkili iletim hızını artırmak için hem modemlerin kendileri hem de iletişim yazılımı tarafından uygulanan çeşitli bilgi sıkıştırma yöntemleri kullanılır.

Herhangi bir iletişim sisteminin temel bir özelliği, iletilen bilgilerin güvenilirliğidir. Bilgi aktarımının güvenilirliği veya hata oranı(hata oranı) ya bir veri bloğunun hatasız iletim olasılığı olarak veya hatalı olarak iletilen bitlerin sayısının iletilen toplam bit sayısına oranı olarak tahmin edilir (birim: işaret başına hata sayısı - hata / işaret ) Örneğin, 0,999 olasılığı 1000 bit başına 1 hataya karşılık gelir (çok kötü kanal). Gereken güven düzeyi hem kanal ekipmanı hem de iletişim hattının durumu tarafından sağlanmalıdır. İletişim hattı gürültü bağışıklığı için gerekli gereksinimleri sağlamıyorsa, pahalı ekipman kullanmak pratik değildir.

Bilgisayar ağlarında veri iletirken, bu gösterge 10 -8 -10 -12 hata/işaret, yani. iletilen her 100 milyon bit için birden fazla hataya izin verilmez. Karşılaştırma için, telgraf iletişiminde izin verilen hata sayısı karakter başına yaklaşık 3 · 10 -5'tir.

Son olarak, bir iletişim sisteminin güvenilirliği ya toplam çalışma süresi içindeki çalışma süresinin oranı ya da saat cinsinden ortalama çalışma süresi ile belirlenir. İkinci özellik, sistemin güvenilirliğini daha etkin bir şekilde değerlendirmenizi sağlar.

Bilgisayar ağları için MTBF yeterince büyük olmalı ve en az birkaç bin saat olmalıdır.

İnternet hızı, bir bilgisayar tarafından belirli bir süre boyunca alınan ve iletilen bilgi miktarıdır. Şimdi bu parametre genellikle Megabit/saniye olarak ölçülür, ancak bu tek değer değildir, ayrıca kilobit/saniye de kullanılabilir. Gigabitler henüz günlük yaşamda kullanılmamaktadır.

Aynı zamanda, aktarılan dosyaların boyutu genellikle bayt cinsinden ölçülür, ancak zaman dikkate alınmaz. Örneğin: Bayt, MB veya GB.

Kullanarak ağdan bir dosya indirmek için gereken süreyi hesaplamak çok kolaydır. basit formül... En az bilginin biraz olduğu bilinmektedir. Ardından 8 bitlik bilgi içeren bir bayt gelir. Böylece saniyede 10 megabitlik bir hız (10/8 = 1,25) saniyede 1,25 megabayt aktarım yapmanızı sağlar. Peki, sırasıyla 100 Mbps - 12,5 Megabayt (100/8).

İnternetten belirli bir boyuttaki bir dosyayı indirmenin ne kadar sürdüğünü de hesaplayabilirsiniz. Örneğin saniyede 100 Megabit hızında indirilen 2 GB'lık bir film 3 dakikada indirilebilir. 2 GB, 12.5'e bölünmesi gereken 2048 Megabayttır. Yaklaşık 3 dakika olan 163 saniye alıyoruz.
Ne yazık ki, herkes bilgiyi ölçmenin geleneksel olduğu birimlere aşina değildir, bu nedenle ana birimlerden bahsedeceğiz:

1 bayt 8 bittir
1 kilobayt (KB), 1024 bayta karşılık gelir
1 Megabayt (MB) 1024 KB'ye eşit olacaktır
1 Gigabayt (GB) sırasıyla 1024 MB'ye eşittir
1 Terabayt - 1024 GB

Hızı ne etkiler

İnternetin cihazda çalışacağı hız öncelikle şunlara bağlıdır:

İtibaren tarife planı sağlayıcı tarafından sağlanan
Kanalın bant genişliğinden. Genellikle sağlayıcı, abonelere genel hızı sağlar. Yani kanal herkese bölünmüştür ve tüm kullanıcılar ağı aktif olarak kullanıyorsa hız da düşebilir.
Kullanıcının eriştiği sitenin konumundan ve ayarlarından. Bazı kaynakların sınırlamaları vardır ve yüklerken belirli bir eşiği aşmanıza izin vermez. Ayrıca site, yüklemeyi de etkileyecek başka bir kıtada bulunabilir.

Bazı durumlarda, veri aktarım hızı, aşağıdakiler dahil olmak üzere hem harici hem de dahili faktörlerden etkilenir:

Erişilen sunucunun konumu
Özelleştirme ve genişlik kablosuz kanal yönlendirici, bağlantı "havadan" ise
Cihazda çalışan uygulamalar
Antivirüsler ve güvenlik duvarları
OS ve PC kurulumu

Fok