Pagina documente » Informatica, Matematica » Comunicatii de date. Modelare matematica si MathCad

Despre lucrare

lucrare-licenta-comunicatii-de-date.-modelare-matematica-si-mathcad
Aceasta lucrare poate fi descarcata doar daca ai statut PREMIUM si are scop consultativ. Pentru a descarca aceasta lucrare trebuie sa fii utilizator inregistrat.
lucrare-licenta-comunicatii-de-date.-modelare-matematica-si-mathcad


Cuprins

Cuprins
I. INTRODUCERE
I.1 NECESITATEA STUDIERII COMUNICATIILOR DE DATE
II. MODELARE MATEMATICA
II.1 VARIABILE ALEATOARE
II.1.1 MEDIA SI DESPERSIA
II.1.2 FUNCTIA DE REPARTITIE SI DNSITATEA DE REPARTITIE
II.2 LEGEA NUMERELOR MARI
II.3 TEOREMA LIMITA CENTRALA
II.4 GENERAREA NUMERELOR ALEATOARE
II.4.1 METODE DE GENERARE A NUMERELOR ALEATOARE
II.4.1.1 METODA TABELELOR DE NUMERE ALEATOARE
II.4.1.2 METODA GENERATOARELOR DE NUMERE ALEATOARE
II.4.1.3 METODA GENERATOARELOR DE NUMERE PSEUDO-ALEATOARE
II.4.2 METODA REZIDUURILOR
II.4.3 METODA MIJLOCULUI PATRATULUI
II.4.4 METODA INVERSA
II.4.5 GENERAREA UNEI VARIABILE CU REPARTITIE BINOMIALA
II.4.6 METODA RESPINGERII
II.4.7 METODA POLARA PENTRU DETERMINAREA VARIABILELOR ALEATOARE NORMALE
II.5 SIMULAREA FIRELOR DE ASTEPTARE
II.6 MODELE DE SIMULARE
II.6.1 MODELE DE SIMULARE SI ALTE TIPURI DE MODELE
II.6.2 TIPURI DE MODELE DE SIMULARE
II.6.3 REPREZENTAREA TIMPULUI IN MODELELE DE SIMULARE
II.6.4 CEASUL DE SIMULARE CU CRESTERE CONSTANTA
II.6.5 CEASUL DE SIMULARE CU CRESTERE VARIABILA
II.6.6 CARACTERISTICI ALE PROCESELOR DE SERVIRE
II.6.7 CARACTERISTICI ALE CLIENTILOR
II.6.8 CARACTERISTICI FIZICE ALE COZILOR
II.6.9 CARACTERISTICILE STATIEI DE SERVIRE
II.7 DEPENDENTA DINTRE VARIABILELE ALEATOARE X SI Y
II.8 MODELE DE REGRESIE LINIARA
II.9 SISTEM DE ECONOMII NORMALE
II.10 INTERVALE DE INCREDERE
III. PRELIMINARII
III.1 SISTEME DISCRETE FARA ZGOMOTE
III.1.1 CANALUL DISCRET, FARA ZGOMOTE
III.1.2 SURSA DISCRETA DE INFORMATII
III.1.3 SERIA APROXIMARILOR LIMBII ENGLEZE
III.1.4 REPREZENTAREA GRAFICA A UNUI PROCES MARKOFF
III.1.5 SURSE ERGODICE SI MIXTE
III.1.6 ALEGERE, INCERTITUDINE SI ENTROPIE
III.1.6.1 ENTROPIA UNEI SURSE DE INFORMATII
III.1.7 REPREZENTAREA CODARII SI DECODARII OPERATIILOR
III.1.8 TEOREMA FUNDAMENTALA A CANALULUI FARA ZGOMOT
III.1.9 DISCUTII
III.2 SISTEME DISCRETE CU ZGOMOTE
III.2.1 REPREZENTAREA UNUI CANAL DISCRET CU ZGOMOTE
III.2.2 ECHIVOCUL SI CAPACITATEA CANALULUI DE COMUNICATIE
III.2.3 TEOREMA FUNDAMENTALA PENTRU UN CANAL DISCRET CU ZGOMOT
III.2.4 DISCUTII
III.2.5 EXEMPLU DE CANAL DISCRET SI CAPACITATEA SA
III.2.6 CAPACITATEA CANALULUI IN ANUMITE CAZURI SPECIALE
III.2.7 UN EXEMPLU DE CODARE EFICIENTA
IV. PRELIMINARII MATEMATICE
IV.1 MULTIMI SI FAMILII DE FUNCTII
IV.2 FAMILII DE FUNCTII LIMITATE DE BANDA
IV.3 ENTROPIA UNEI DISTRIBUTII CONTINUE
IV.4 ENTROPIA UNEI FAMILII DE FUNCTII
IV.5 PIERDEREA DE ENTROPIE IN FILTRE LINIARE
V. CANALUL DE COMUNICATIE CONTINUU
V.1 CAPACITATEA UNUI CANAL CONTINUU
V.2 CAPACITATEA CANALULUI CU LIMITA MEDIE DE PUTERE
VI. RATA UNEI SURSE CONTINUE
VI.1 FUNCTII DE EVALUARE A FIDELITATII
VI.1.1 EXEMPLE DE FUNCTII SIMPLE DE EVALUARE
VI.2 RATA UNEI SURSE RELATIV LA O EVALUARE A FIDELITATII
VI.3 CALCULAREA RATELOR
VII. MATHCAD
VII.1 PREZENTARE GENERALA
VII.2 APELAREA SI ECRANUL MATHCAD
VII.3 EFECTUAREA CALCULELOR NUMERICE
VII.3.1 OPERATORI MATHCAD
VII.3.2 EFECTUAREA UNOR CALCULE SIMPLE
VII.3.3 IDENTIFICATORI MATHCAD
VII.3.4 TIPURI DE DATE MATHCAD
VII.3.5 VECTORIZARE
VII.4 FORMATUL DE EDITARE AL DATELOR NUMERICE
VII.5 UNITATI DE MASURA
VII.6 REDACTAREA DOCUMENTELOR
VII.7 REALIZAREA UNEI REPREZENTARI GRAFICE
VII.8 COMENZI MATHCAD
VII.9 FISIERE MATHCAD

EXTRAS DIN DOCUMENT

? ___________________________________________________________________________________________ ? INTRODUCERE

Necesitatea studierii comunicatiilor de date

(nevoia de performanta, stabilitate,fiabilitate,standardizare)

Inca de la inceputurile sale, omul a resimtit nevoia comunicarii. daca la inceput au fost folosite semne si zgomote ce se asemanau celor produse de celelalte animale, in timp aceste metode rudimentare de comunicare au luat forme din ce in ce mai avansate.

Dupa comunicarea directa, comunicarea de grup, comunicarea logica, articulata, cea care asigura existenta unor indivizi ce coexistau in acelasi spatiu geografic restrans, a aparut o noua nevoie : nevoia de comunicare la distanta.

Distanta putea diferi si ea : pe distante mari – zeci sau sute de kilometri – sau distante mici – cativa kilometri.

Dintre metodele de comunicare pe distante scurte, amintim mesajele « nori de fum », folosite de amerindieni, ce puteau transmite de la cateva cuvinte, la cateva propozitii simple, mesajele purtate de carausi pedestrii, sau calare.

Pe distante lungi, se foloseau, ca modalitate de transmitere a unui singur mesaj dinainte stabilit de partile comunicante, focurile aprinse din aproape in aproape pe creste de munti sau zone inalte vizibile reciproc doua cate doua. Astfel, cel mai intalnit mesaj era cel de solicitare de ajutor : daca una din parti ar fi fost atacata si ar fi avut nevoie de asistenta celeilalte parti, ar fi aprins focul din apropierea sa ; urmatorul punct de ardere, la vederea focului dinaintea sa, se aprindea si el, si tot asa, pana cand focul din tabara careia i se cerea ajutorul se aprindea.

O alta metoda era cea a carausului : carausul putea fi o pasare special antrenata sa ajunga la o destinatie precisa, careia i se atasa o mica tolba de picior in care se punea un ravas cu mesajul dorit, sau carausul putea fi chiar un calaret.

Cand era vorba de distante care depaseau cativa zeci de kilometri, adica distante care nu puteau fi parcurse de un singur cal intr-o singura sesiune, si mesajul era urgent, fie se foloseau alti cai care puteau fi schimbati la anumite locatii dinainte stabilite, fie se schimba curierul cu tot cu cal.

Progresul tehnologic al omenirii a dus, in timp, la aparitia unor metode din ce in ce mai eficiente de transmitere a informatiei, pe distante tot mai mari, peste regiuni geografice cu un relief din cel mai variat : mlastini, ape curgatoare, lacuri, munti, zone greu impadurite, etc. Aceste zone puteau fi greu, daca nu imposibil de trecut de persoane calare, sau faceau semnalele de fum neobservabile.

Odata cu descoperirea telegrafului, a crescut distanta de transmitere, cantitatea de informatie transmisa, scazand costul comunicarii – lipsa cailor, a curierilor, a antrenarii pasarilor – drastic crescand viteza de ajungere a informatiei de la emitator la receptor.

Astfel, comunicatia mai eficienta a grabit, la randul sau, dezvoltarea tuturor celorlalte ramuri ale societatii umane , pornind de la industrie si ajungand pana la apropierea dintre indivizi.

Dar comunicatia nu s-a oprit la telegraf. Putin mai tarziu, descoperirea telegrafului a culminat cu inventarea telefonului, care a purtat la un nivel superior comunicarea personala, facilitand, pe langa cresterea de viteza a transmiterii informatiilor impersonale, a implicarii in comunicare si a unui grad mai avansat de emotii si sentimente .

“De ce sa ne oprim aici?” se auzi o voce in mintea unora. ‘Cum ar fi sa putem trimite poze, imagini pe care sa la vada toata lumea deodata, si sa se si miste aceste imagini?’ Da. si mintile animate de creativitate si de dorinta de a lasa ceva omenirii, s-au pus in miscare.

Rotitele Universului s-au mai invartit de cateva ori si treptat, unindu-si fortele, matematicieni, electronisti si chimisti au pus la cale aparitia miraculoasei – pe atunci – « cutii cu imagini ». Televizorul.

‘Oameni buni, stiti ce ar fi cu adevarat uimitor ? daca am putea sa punem oamenilor din televizor si partea care i-ar intregi? Vocea!’ si glasul acestora s-a facut auzit. Nu fara ecou, ca orice strigat constructiv din istoria omenirii.

Ecoul a adus cu sine aparitia filmului cu sonor. Iata deci – acum banal – televizorul, in spatele caruia dansuiau si cantau oameni ‘atat de mici ca incapeau in cutia de lemn’, dar si oameni care spuneau lumii ultimele stiri care se petreceau intr-insa.

Abia acum, informatiile receptionate de publicul larg, au ajuns la apogeul fortei lor de penetrare.

Dar toate acestea au avansat, la randul lor fiind baza pentru noi inventii si din ce in ce mai multe ramuri ale industriei si cercetarii au inceput sa-si uneasca eforturile in vederea obtinerii de noi produse si tehnologii din ce in ce mai performante.

Batranul – de pe-acum – telefon, impovarat de necesitatea mobilitatii celor care aveau de transmis informatii, s-a aliat cu tehnologia oferita omenirii de satelitii sai ce inconjura Pamantul, dand nastere, pe langa varianta vache, fixa, unui nou tip de telefon : telefonul mobil. Folosind tehnologia care ia din ce in ce mai multa amploare : WIRELESS, care se bazeaza pe radiatii electromagnetice (fie ele unde radio, LASER, microunde, etc.).

Avem deja posibilitatea, in prezent, oferita pe scara larga de telefonia mobila, de a atasa imagini, sau chiar scurte inregistrari filmate, unor mesaje care ajung la receptor, de asemenea posesor al unui telefon mobil. Dar nu putem inca face transmisii in direct de imagini animate si de sunet de pe telefonul mobil pe altul de aceeasi natura.

Insa din spate, pentru publicul larg, vine puternic tehnologia care permite transmisia REALTIME, adica in timp real, de sunet si imagine in miscare, facilitate oferita de telefonia fixa. Video-conferintele sunt cel mai graitor exemplu de video-fon. Iata deci, ultimul si cel mai important pas in comunicatia interpersonala la distanta. Putem transmite si informatii, dar, poate cel mai important, sentimente, emotii umane intr-o cea mai avansata forma posibila la distanta.

A venit momentul sa aruncam o privire mai in adancul tehnologiilor de ‘ultima ora’. Ce sta oare la baza lor ?

Raspunsul vine sub forma scurta : COMPUTER-ele.

Un computer este un ansamblu de componente fizice si logice, care conlucreaza conform unor seturi de reguli numite protocoale, pentru a oferi asistenta precisa activitatii umane. Ele controleaza, asista si ofera viteza unor procese care ar necesita un volum enorm de gandire umana.

In interiorul unui computer, fenomenul de comunicare globala se desfasoara la mivel microscopic. Toate componentele calculatorului se afla intr-o interdependenta continua in fiecare fractiune de secunda a functionarii sale ca tot unitar. in fiecare moment, exista cel putin un circuit in care circula un pachet de date de la o componenta catre o alta sau catre un grup de componente. Se realizeaza astfel, comunicatiA DE DATE. Da. Chiar si aici, in calculator, sau mai bine zis, ‘AICI !’ cu siguranta, comunicarea ia multe forme si sta la baza functionarii acestui mecanism complicat, iar pentru ca acest computer a ajuns sa fie instrumentul esential societatii noastre, putem spune ca : comunicatia de date la orice nivel, constituie baza societatii .

Am vazut ce rol are comunicarea de informatii, de date de orice fel, asupra dezvoltarii societatii si implicit asupra dezvoltarii intelectuale a omului.

Dar ce insemnatate ar avea transmisia, comunicatia de date daca aceasta s-ar produce cu ERORI ? Sau : nu ar trebui sa PROTEJAM cumva informatiile in timpul transmiterii lor ?

Sa privim lucrurile cronologic si sa analizam eforturile care au fost facute intotdeanuna in cele doua privinte.

ERORILE de transmitere a informatiilor in cazul mesajelor “cu fum” , a focurilor “din aproape in aproape”, sau a mesajelor de tipul sunarii in bucium, adica cele monosensuale, erau prectic nule. De ce? Pentru ca in primul caz, turnurile nu se aprindeau decat in caz de urgenta, iar mesajul era liniar, neper-mitand erori “Avem nevoie de ajutor !”. Semnalele de fum aveau de asemenea mesaje liniare bine cunoscute de cei care le practicau, dar aveau dezavantajul ca erau vulnerabile la conditiile atmosferice. Oricum, un mesaj, era mereu transmis de un numar stabilit de ori, si dupa intelegerea mesajului, se primea apoi un mesaj de confirmare sau raspuns, dupa caz. La comunicatia tip ‘bucium’,’corn’, sau alte instrumente cu puternic zgomot, iarasi nu aveau cum sa apara neintelegeri, pentru ca mesajul era de asemenea liniar : ‘osteni, strangeti-va !’,sau ‘Navalesc dusmanii, luati-va masurile de rigoare !’.

Erori puteau aparea in cazul mesajelor ce necesitau intermedieri. La capitolul eroare, nu putem include decat esecul curierului de a razbate pana la destinatie, caz in care comunicatia poate fi socotita ca esuata : porumbelul a avut un accident, a fost vanat din gresala, calul si calaretul au intampinat dificultati de ordin neprevazut care le-a cauzat imposibilitatea de a livrea mesajul in timp util, lucru care a dus la esecul actului comunicatiei.

La telegraf si telefon, cea mai mare sursa de erori erau cele care constau in avarierea accidentala a caii de comunicatie, a firelor de pe stalpi sau chiar a stalpilor pe care firele de comunicatie erau postate, din diverse cauze naturale. Alte surse de eroare, puteau fi constituite de caderea tensiunii sau avarierea temporara/neobservabila sau observabila a modulatoarelor de semnal la emitent (de exemplu).

In cazul televizorului, erorile de comunicatie se datorau si inca se datoreaza in principal interferentelor magnetice/electromagnetice putenice produse de surse aflate in vecinatatea emitatorului sau a receptorului, precum si defectari ale aparaturii.

Tot interferentele (magnetice) sunt problema majora pentru orice tip de tehnologie WIRELESS : telefonie mobila, transmisii prin satelit, etc.

În interiorul computerelor, cat si intre computere, erorile apar din numeroase motive : fluctuatii ale sursei – incapacitatea permanenta/temporara a unora din componente de a mai functiona – , defectarea unor componente din cauza utilizarii in exces si a slabei intretineri, interferente, defectiuni ale cablajului de legatura intre terminale din cauze naturale, defectare componente de legatura, erori umane de manipulare a entitatilor hardware si/sau software,etc.

PROTEJAREA informatiilor a fost avuta in vedere inca de la inceput. Din diverse motive, se pot gasi mereu parti terte, din afara partilor care doresc sa comunice, parti terte care doresc intreruperea actului comunicational, prin mijloace vazute de cele mai multe ori ca sabotaje.

Sa ne imaginam ca locurile inalte unde se aprindeau focurile ‘din aproape in aproape’ ar fi fost lasate nesupravegheate. În acest caz, un grup ar fi putut cauza panica si dezordine in existenta celor doua parti intre care focurile ar fi trebuit sa fie mijloc de comunicare : aprindeau unul din turnuri. Si de aici, focurile s-ar fi aprins din aproape in aproape pana la cele doua parti. Mai departe, e usor de imaginat vulnerabilitatea produsa. De aceea, turnurile erau in permanenta pazite.

Modul de comunicare cel mai vulnerabil la sabotaj a fost si ramane transmiterea prin « purtatori », sau prin « carausi ».

Exemple se gasesc pretutindeni in istorie. Cel mai cunoscut este probabil sabotajul legat de ‘Declaratia De Independenta’ a Statelor Unite ale Americii. in ce consta sabotajul ?

Curierul era impiedicat sa ajunga la destinatie cu informatiile din grija prin inlocuire malitioasa cu o persoana ce purta informatii eronate, fie prin schimbarea cu sau fara voia lui a mesajului, fie prin simpla retinere a lui de catre o terta parte, ce nu ar fi avut in interes ajungerea mesajului.