Redes de Computadores - Modulo 1

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Redes de Computadores - Modulo 1

  1. 1. <ul><li>Informação </li></ul><ul><li>Conteúdo transmitido na comunicação </li></ul><ul><li>Forma organizada de dados. </li></ul><ul><li>Conjunto de elementos relativos a um determinado assunto ou objecto, com uma determinada estrutura, que fornece um conhecimento inteligente e lógico. </li></ul><ul><li>Conjunto de símbolos simples com significado limitado, organizados sob determinadas regras definidas. </li></ul><ul><li>Conjunto de signos associados segundo determinadas regras de modo a construir unidades significativas. </li></ul>1. Componentes de um sistema de comunicação - - •  Estrutura •  Regras •  Significado Signos/símbolos Informação
  2. 2. 1. Componentes de um sistema de comunicação - - Signos : Ao pensarmos na linguagem verbal, tendo a língua como código, os signos linguísticos são os responsáveis pela representação das ideias, sendo esses signos as próprias palavras que, por meio da fala ou da escrita, associamos a determinadas ideias. São entidades em que sons ou sequências de sons - ou as suas correspondências gráficas - estão ligados com significados ou conteúdos. São assim instrumentos de comunicação e representação, na medida em que, com eles, configuramos linguisticamente a realidade e distinguimos os objetos entre si. Por exemplo: uma maquete de um edifício, a planta de uma casa ou o retrato de uma pessoa. Símbolo : O &quot;símbolo&quot; é um elemento essencial no processo de comunicação. Pode estar mais ou menos relacionada fisicamente com o objecto ou ideia que representa, podendo não só ter uma representação gráfica ou tridimensional como também sonora ou mesmo gestual.
  3. 3. 1. Componentes de um sistema de comunicação - - Características da informação Ao longo do dia, utiliza-se quase continuamente informação: Preço e data de validade dos produtos, o canal e os programas que se vê na televisão, o noticiário ou o boletim meteorológico, a etiqueta de um par de ténis, etc. Quase todas as escolhas e decisões têm por base a informação. Informação Símbolos utilizados Código Ana Sofia Santos Alfabéticos Linguagem escrita 21455783 Numéricos 10110011100 Numéricos (zeros e uns) Binário Sinais de perigo Convenção internacional sobre perigos químicos e eléctricos Alfabeto gestual Linguagem visual para deficientes auditivos
  4. 4. 1. Componentes de um sistema de comunicação - - <ul><li>Dados </li></ul><ul><li>Para se obter informação de qualidade é indispensável proceder à recolha cuidadosa dos elementos ou dados. São a base da informação. </li></ul><ul><li>Fontes de informação: </li></ul><ul><li>As ideias que nos surgem </li></ul><ul><li>A observação do que nos rodeia </li></ul><ul><li>Comunicação oral com os outros </li></ul><ul><li>Leitura de textos </li></ul><ul><li>Os sons </li></ul><ul><li>As imagens </li></ul><ul><li>Os cheiros </li></ul><ul><li>Quando se recolhe informação à que proceder à descodificação de uma grande variedade de símbolos como, por exemplo: </li></ul><ul><li>sons da linguagem oral, algarismos ou as letras da linguagem escrita, os sinais de trânsito </li></ul>
  5. 5. <ul><li>Comunicar </li></ul><ul><li>Dar conhecimento sobre algo; tornar conhecido </li></ul><ul><li>Dar a outro, transmitir </li></ul><ul><li>Situação em que é possível estabelecer-se uma relação entre pessoas, de tal modo que as iniciativas intencionais de uma possam chegar ao conhecimento das outras. </li></ul>1. Componentes de um sistema de comunicação - - <ul><li>Sinónimos : </li></ul><ul><li>Anunciar </li></ul><ul><li>Divulgar </li></ul><ul><li>Revelar </li></ul>Comunicação é o processo pelo qual uma informação gerada num ponto no espaço e no tempo chamado fonte é transferida a outro ponto no espaço e no tempo chamado destino .  •  Gesto  •  Palavra escrita/falada  •  Imagem  •  Som  •  Sensações tácteis Mensagem Emissor Receptor
  6. 6. Tipo de comunicação 1. Componentes de um sistema de comunicação - - Directa    (exige presença física) À distância    (obriga a existência de meios) Dirigida   (destinatários bem identificados) Aberta     (quem possa e queira utilizar)
  7. 7. Meios de comunicação 1. Componentes de um sistema de comunicação - - Os meios de comunicação são instrumentos que nos auxiliam para pudermos receber ou transmitir informação. Dessa maneira, eles ajudam-nos a comunicar um com o outro.
  8. 8. Informática Significa o tratamento da informação por meios automáticos A palavra Informática (Informação + Automática) designa o conjunto de disciplinas científicas e das técnicas utilizadas no processamento lógico e rápido da informação, usando computadores. Redes de Computadores Uma rede de computadores é um sistema de comunicação de dados constituído através da interligação de computadores e outros dispositivos, com a finalidade de trocar informação e partilhar recursos. Telecomunicações Telecomunicação é a designação dada à transmissão, emissão ou recepção, por fio, radioeletricidade, meios ópticos ou qualquer outro processo eletromagnético, de símbolos, caracteres, sinais, escritos, imagens, sons ou informações de qualquer natureza. 1. Componentes de um sistema de comunicação - -
  9. 9. 1. Componentes de um sistema de comunicação - - Fonte de informação Emissor DTE ( data terminal equip .) Destinatário Receptor DTE ( data terminal equip .) Canal Mensagem Canal Distorção Tempo de propagação Ruído
  10. 10. 1. Componentes de um sistema de comunicação - - DTE Data Terminal Equipment DCE Data communications equipment DTE Data Terminal Equipment DCE Data communications equipment Ponto A Ponto B Canal de transmissão
  11. 11. A informação pode ser transmitida em vários sentidos através de um canal entre emissores e receptores. As transmissões de dados podem ser de 3 tipos: a) Transmissão simplex transmissão feita só num sentido (rádio, televisão,etc.) b) Transmissão half-duplex Transmissão feita nos dois sentidos mas alternadamente (comunicações entre rádio-amadores) c) Transmissão full-duplex Transmissão feita nos dois sentidos em simultâneo (comunicação telefónica) Sistemas Simplex, Half-Duplex e Full-Duplex - -
  12. 12. <ul><li>Meios utilizados na comunicação </li></ul><ul><li>Cabos (distâncias relativamente curtas) </li></ul><ul><li>eléctricos (par entrançado, coaxial) </li></ul><ul><li>ópticos (fibra ópticas) </li></ul><ul><li>Ondas hertzianas (distâncias grandes) </li></ul><ul><li>Ondas de rádio 10 4 Hz a 10 7 Hz, Estas ondas têm a capacidade de contornar obstáculos como árvores, edifícios, de modo que é relativamente fácil captá-las num aparelho rádio-receptor. </li></ul><ul><li>Ondas de TV. Possuem uma frequência 5x10 7 Hz (50 MHz). Não são reflectidas pela ionosfera, de modo que para serem captadas a distâncias superiores a 75 Km é necessário o uso de estações repetidoras. </li></ul><ul><li>Microondas. Correspondem à faixa de mais alta frequência produzida por osciladores electrónicos e são muito utilizadas em telecomunicações. São utilizadas nas ligações de telefone e programas de TV recebidos &quot;via satélite“, radares, etc. </li></ul>Transmissão de sinais - -
  13. 13. Wi-Fi ( wi reless fi delity) é uma tecnologia de interconexão entre dispositivos sem fios, usando o protocolo IEEE 802.11. O padrão Wi-Fi opera em faixas de frequências que não necessitam de licença para instalação e/ou operação. Utilizam vários padrões: a) 802.11b ; velocidade de 11Mbps e um alcance de 100mts e 180 mts em ambiente fechado e aberto respectivamente. Opera na frequência 2,4Ghz. b) 802.11a ; velocidade de 54Mbps e um alcance na ordem dos 30 mts. Opera na frequência dos 5Ghz. c) 802.11g ; combina os conceitos dos dois protocolos anteriores, a velocidade do 802.11a e o alcance do 802.11b. Como opera na frequência dos 2,4Ghz pode causar problemas com outros dispositivos. d) 802.11n; trabalha na frequência 2,4 ou 5 GHz com capacidade teórica de 300 Mbps. Transmissão de sinais - -
  14. 14. O que um conversor analógico/digital faz é capturar amostras do sinal analógico ao longo do tempo. Cada amostra será convertida num número, levando em consideração seu nível de tensão. Na figura podemos ver um exemplo de alguns pontos de amostragem do sinal analógico. A frequência com que a amostragem irá ocorrer é chamada de taxa de amostragem. Se uma taxa de amostragem for de 22 050 Hz, por exemplo, significa que a cada segundo 22 050 pontos serão capturados. A distância de cada ponto capturado será de 1 / 22 050 segundo (45,35 µs, neste caso). Se a taxa de amostragem for de 44 100 Hz, significa que 44.100 pontos serão capturados por segundo. Neste caso, a distância de cada ponto será de 1 / 44 100 segundo ou 22,675 µs, e assim sucessivamente. Conversão de sinais - -
  15. 15. O valor de cada ponto capturado será armazenado numa variável de comprimento fixo. Se esta variável for de oito bits, significa que ela poderá armazenar valores entre 0 e 255 (2^8= 256). Se esta variável for de 16 bits, significa que ela poderá armazenar valores entre 0 e 65 535 (2^16 = 65 536). E assim sucessivamente. Portanto, se usarmos um conversor analógico/digital de 8 bits o menor valor será zero e o maior valor será 255. Se um conversor analógico/digital de for 16 bits, o menor valor será zero e o maior valor será 65 535. O que o conversor A/D faz é dividir o eixo “y” em “n” partes possíveis entre os valores máximos e mínimos do sinal analógico original. Este “n” é dada pelo tamanho da variável. Quanto maior for o tamanho da variável, melhor será a qualidade, apesar de mais espaço em disco ser necessário. Com a utilização de uma variável de 16 bits são necessários duas vezes mais espaço em disco do que seria necessário se uma variável de 8 bits fosse usada, mas a qualidade seria muito melhor. Conversão de sinais - -
  16. 16. Para digitalizar um sinal, precisamos de uma base de tempo e um Conversor Analógico Digital (ADC), que fornece uma aproximação digital do sinal original. A aproximação digital é registada em N – bits (neste caso 4) Conversão de sinais - -
  17. 17. a) Codificação Paralela Técnicas de conversão - - O flash, também chamado conversor A/D paralelo, funciona comparando a tensão de entrada – ou seja, o sinal analógico – com uma tensão de referência, que seria o valor máximo obtido pelo sinal analógico. Por exemplo, se a tensão de referência é de 5 volts, isto significa que o pico do sinal analógico seria de 5 volts. Um conversor A/D de 8 bits quando o sinal de entrada atinge os 5 volts encontraríamos um valor de 255 (11111111) na saída do conversor A/D, ou seja, o valor máximo possível. A tensão de referência é reduzida por uma rede de resistências e outros comparadores são adicionados para que a tensão de entrada (sinal analógico) possa ser comparada com outros valores. Uma das grandes vantagens deste método é a sua rapidez na conversão. Ver exemplo Conversor de 4 bits
  18. 18. b) Rampa simples Técnicas de conversão - - Este tipo de conversor utiliza apenas um circuito comparador, sendo que a resolução desejada é obtida através de um gerador de rampa incremental (degrau). A quantidade de degraus define a maior ou menor resolução do conversor. O circuito baseia-se na comparação do sinal de entrada com um outro de referência o qual é incrementado até que o sinal de referência seja maior ou igual ao de entrada. Neste momento o número de incrementos no sinal de referência traduz o valor digitalizado do sinal de entrada. Após cada intervalo de comparação, os circuitos devem ser reposicionados para permitir uma nova comparação.
  19. 19. c) Aproximações sucessivas Técnicas de conversão - - O ADC de aproximações sucessivas produz um código binário de n-bits por intermédio da comparação do sinal de entrada, com a saída de um conversor digital-analógico ( digital to analog converter – DAC ). A figura mostra o diagrama básico de blocos de um ADC de aproximações sucessivas, de 4 bits. O diagrama é constituído por um DAC, um registo de aproximações sucessivas (sucessive aproximation register – SAR) e por um comparador.
  20. 20. Sinal digital sinais eléctricos que codificam bits Sinal analógico sinal eléctrico com amplitude e frequência variáveis Codificação modo como os sinais são introduzidos no meio físico de transmissão Modulação associação de um sinal de informação a uma frequência mais alta Modulação por amplitude a portadora varia em amplitude Modulação por frequência a portadora varia em frequência Modulação por fase a portadora varia em fase Desmodulação extrair o sinal da portadora Modulação - -
  21. 21. Modulação - - Modulação em amplitude Modulação em frequência Portadora Sinal Portadora modulada em frequência Portadora Sinal Portadora modulada em amplitude
  22. 22. Modulação - -
  23. 23. a) Decibel b) Largura de banda c) Throughput d) Bit rate a) O decibel ( dB ) é uma relação entre dois valores da mesma grandeza, sendo usado para uma grande variedade de medições em acústica, física electrónica. O decibel é muito usado na medida da intensidade de sons. É uma unidade de medida adimensional, semelhante à percentagem. Na escala decibel , o menor som audível (quase que silêncio total) é de 0 dB. Um som 10 vezes mais forte tem 10 dB, um som 100 vezes mais forte do que o silêncio total tem 20 dB e consequentemente, um som mil vezes mais forte do que o silêncio total tem 30 dB. Isso ocorre porque a escala decibel é uma escala logarítmica. Grandezas e medidas - -
  24. 24. <ul><li>Exemplos </li></ul><ul><li>- Próximo ao silêncio total 0 dB </li></ul><ul><li>- Um sussurro 15 dB </li></ul><ul><li>- Conversa normal 60 dB </li></ul><ul><li>- Uma máquina de cortar relva 90 dB </li></ul><ul><li>- Uma buzina de automóvel 110 dB </li></ul><ul><li>- Concerto de rock /motor a jacto 120 dB </li></ul><ul><li>Um tiro 140 dB </li></ul><ul><li>A relação sinal/ruído também se mede em dB – decibéis, corresponde à diferença entre o nível de sinal recebido e o nível de ruído inerente ao meio de transmissão. </li></ul>Grandezas e medidas - -
  25. 25. b) Largura de banda Basicamente, largura de banda é a capacidade de transferência de dados. Por outras palavras, é a quantidade de dados que pode ser movida de um ponto para outro num determinado período de tempo. Diferença ou amplitude entre as frequências (linha telefónica - 300 e 3000Hz; wireless 2 e 2,4 Ghz). As redes de circulação da informação na Internet são como as auto-estradas e estradas, sendo a sua largura o principal limitador do número de automóveis a circular fora e dentro das cidades (os hosts e computadores da Internet). Quanto mais estreitas, maior é a facilidade de ocorrerem engarrafamentos e atrasos de trânsito, demorando a chegada das pessoas dos pontos de partida aos de destino. Grandezas e medidas - -
  26. 26. Uma ligação à Internet será tanto mais rápida quanto maior for a largura de banda. Por exemplo, um modem comum poderá ter de largura de banda 56kbps (7KB/s), uma ligação ADSL terá 512kbps (64KB/s). Se um servidor web tiver 100KB/s de largura de banda e se receber 10 visitas num segundo, elas poderão ter uma velocidade de download do site de 10KB/s, mas se forem 100 visitas no mesmo período de tempo só terão1KB/s. 8 Kbps (bits por segundo) = 1 KB/s (byte por segundo) Grandezas e medidas - -
  27. 27. c) Throughput Throughput (ou taxa de transferência) é a quantidade de dados transferidos de um lugar para outro, ou a quantidade de dados processados num determinado espaço de tempo. Pode-se usar este termo para referir a quantidade de dados transferidos, por exemplo, em discos rígidos ou numa rede. Tem como unidades básicas de medidas o kbps, o Mbps e o gbps. Throughput é diferente da largura de banda. Por exemplo, podemos ter um link de 2Mbps mas tendo acesso a um conteúdo onde o encaminhamento dos dados passe por um link de 1Mbps. Neste caso, o throughput será considerado pelo menor. Qual a diferença entre largura de banda e throughput de uma rede? A largura de banda representa a maior capacidade que pode ser obtida através da transferência. O throughput representa a velocidade na qual a informação processada é nivelada pelo menor valor de transferência. Grandezas e medidas - -
  28. 28. d) Bit rate O termo “bit rate” refere-se a quantos bits (1s e 0s) são usados por segundo para representar o sinal. É o número de bits convertidos ou processados por unidade de tempo. O bit rate para o áudio digital é expresso em milhares de bits por segundo (kbps) e faz correspondência directamente com o tamanho do ficheiro e qualidade do som. “ bit rates” mais baixos originam ficheiros mais pequenos mas pior qualidade sonora, ao inverso “bit rates” mais altos resultam em ficheiros de qualidade melhor mas de dimensão maior. No MP3 por exemplo, o bit rate padrão para ter uma qualidade próxima à do CD é 128 kbits, para qualidade de rádio são necessários 64 kbits, enquanto para ter qualidade de telefone são necessários apenas 32 kbits. O mesmo se aplica aos formatos de vídeo. Existem formatos com bit rate fixo e, também, de bit rate variável, onde o bit rate muda de acordo com o trecho, respeitando um limite estabelecido. Assim, num vídeo em Divx, podemos ter um bit rate de 1000 kbits numa cena com pouca movimentação, e 6000 kbits numa cena de acção, com mudanças de ecrã mais rápidas. Grandezas e medidas - -
  29. 29. <ul><li>Codificação significa modificar as características de um sinal para torná-lo mais apropriado para uma aplicação específica como, por exemplo, a transmissão ou armazenamento de dados. </li></ul><ul><ul><li>Existem três tipos de codificação: </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Codificação de Canal: Códigos detectores ou corretores de erros. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Codificação de Canal, ou Detecção e Correcção de Erros é a codificação de sinais de informação com o objectivo de diminuir a taxa de erro de símbolo e/ou de bit durante a transmissão dos mesmos através de um canal de comunicação. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Codificação de fonte: Criptografia e compressão de dados. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>É o estudo dos princípios e técnicas pelas quais a informação pode ser transformada da sua forma original para outra ilegível, de forma que possa ser conhecida apenas por seu destinatário (detentor da &quot;chave secreta&quot;), o que a torna difícil de ser lida por alguém não autorizado </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>A compressão de dados é o acto de reduzir o espaço ocupado por dados num determinado dispositivo. Essa operação é realizada através de diversos algoritmos de compressão, reduzindo a quantidade de bits para representar informação, uma imagem, um texto, ou um arquivo (ficheiro) qualquer. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Códigos de linha </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Especificam a forma do sinal eléctrico que será usado para representar os símbolos de informação. No caso binário, especifica o sinal eléctrico dos bits 1 e 0. </li></ul></ul></ul>Técnicas de codificação - -
  30. 30. Non Return to Zero (NRZ) Existem dois níveis de tensão ou corrente, para representar os dois símbolos digitais (0 e 1). É a forma mais simples de codificação e consiste em associar um nível de tensão a cada bit: um bit 1 será codificado sob a forma de uma tensão elevada e um bit 0 sob a forma de uma tensão baixa ou nula. Técnicas de codificação - -
  31. 31. Return to Zero (RZ) Na codificação RZ o nível de tensão ou corrente retorna sempre ao nível zero após uma transição provocada pelos dados a transmitir (a meio da transmissão do bit). Geralmente um bit 1 é representado por um nível elevado, mas a meio da transmissão do bit o nível retorna a zero. Técnicas de codificação - -
  32. 32. <ul><li>Diferenciais </li></ul><ul><li>Neste tipo de codificação, os 0 e 1 são representados através de uma alteração do estado da tensão ou corrente. Assim, o valor 1 é representado pela passagem de uma tensão ou corrente baixa/nula para uma tensão ou corrente elevada. O valor 0 é o contrário, ou seja, passa-se de uma tensão ou corrente elevada para outra baixa/nula. </li></ul><ul><ul><li>Propriedades </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>a) Garante a existência de uma transição a cada bit transmitido </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>b) Preambulo de sincronização permite o ajuste do relógio </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>c) Para cada bit transmitido pode haver até 2 transições (bps = baud / 2) </li></ul></ul></ul>Técnicas de codificação - -
  33. 33. Transmissão assíncrona Quando não existe nenhum mecanismo de sincronização e, deste modo, a mensagem tem que conter uma indicação do início e fim de cada agrupamento. É a transmissão de dados sem recorrer à utilização de um sinal de sincronia (chamado de relógio). Desta forma, a informação necessária para recuperar os dados enviados na comunicação está codificada dentro dos próprios dados. Um dos aspectos mais significativos das comunicações assíncronas é a sua taxa de transferência (bit rate) ser variável e o facto do transmissor e receptor não terem que estar sincronizados. Transmissão síncrona Método de transmissão no qual a sincronização de caracteres é controlada por sinais de sincronização gerados nas estações receptora e transmissora. Ambas as estações operam continuamente na mesma frequência e são mantidas numa relação de fase desejada. O emissor e o receptor devem estar num estado de sincronia antes da comunicação iniciar e permanecer em sincronia durante a transmissão. Quando dois dispositivos trocam dados entre si, existe um fluxo de dados entre os dois. Em qualquer transmissão de dados, o emissor e o receptor têm que possuir uma forma de extrair dados isolados ou blocos de informação. Ligações assíncronas e síncronas - -
  34. 34. Independentemente da qualidade do meio de comunicação e da maior ou menor existência de ruído, ocorrerão erros na interpretação dos sinais eléctricos recebidos, que originam deturpação da mensagem recebida. Assim, durante a transmissão de um pacote de dados é normal surgirem erros em grande parte devidos aos ruídos existentes na linha de transmissão; Quando um pacote é recebido é importante saber se existem erros; Há duas formas de implementar um sistema de correcção de erros 1. Pedido Automático de Repetição ou ARQ ( Automatic repeat request): o transmissor envia os dados e um código de detecção de erros, que permite que o receptor detecte a existência de erros. Se não encontrar erros, envia uma mensagem ( um ACK, ou seja, aviso de recepção) ao emissor. Se o emissor não receber o ACK( Aviso de Recepção ), então é porque a mensagem continha erros e é automaticamente retransmitida. 2. Correcção Adiantada de erros ou FEC ( Forward Error Correction): O emissor codifica os dados com um código de correcção de erros e envia a mensagem. O receptor descodifica a mensagem que recebe para a forma &quot;mais provável&quot; ou seja, os códigos são implementados de forma a que a quantidade fosse necessária uma quantidade de ruído &quot;improvável&quot; para que a mensagem chegasse errada ao receptor. Técnicas de detecção e correcção erros - -
  35. 35. <ul><li>Há vários esquemas para se conseguir a detecção de erros de transmissão, geralmente muito simples. Todos os códigos de detecção de erros transmitem mais informação do que a mensagem original. Na maioria dos esquemas, para além da mensagem, são transmitidos dados de &quot;confirmação&quot; - dados extra ( também conhecidos como dados redundantes) que servem para a detecção de erros. </li></ul><ul><li>Esquemas de repetição </li></ul><ul><li>Basicamente consistem em enviar repetição da informação . Por exemplo, se fosse pretendido enviar a mensagem &quot;olá&quot;, seria enviada &quot;olá olá olá&quot;. Se fosse recebida a mensagem &quot;olá olá olb&quot;, como uma das repetições não coincidia , sabia-se que tinha havido um erro. Este esquema é pouco eficiente (transmite 3 vezes os mesmos dados) e pode ser problemático em situações em que o erro ocorre no mesmo sítio - no nosso exemplo &quot;olb olb olb&quot;. Neste caso, a mensagem &quot;olb&quot; era detectada como correcta. </li></ul>Esquemas de correcção erros - -
  36. 36. 2. Esquemas de paridade As mensagens são partidas em vários blocos de bits (uns e zeros). O número de ocorrências do &quot;1&quot; é contado. Depois é activado um bit de paridade - 1 se o número de &quot;1s&quot; for impar e 0 se o número de &quot;1s&quot; for par. Quando a mensagem chega, é testado o bit de paridade para verificar se está de acordo com o número de &quot;1s&quot; da mensagem. Este esquema tem o problema de falhar quando o número de erros na transmissão é impar. Exemplo Mensagem enviada: 10010100 - 3 ocorrências de 1s - 3 é impar - bit de paridade = 1 Mensagem recebida: 10010111 - 5 ocorrências de 1 - 5 é impar - bit de paridade = 1 Resultado: a mensagem recebida está errada e é detectada como correcta. Esquemas de correcção erros - -
  37. 37. 3. Redundância cíclica (CRC) Uma forma mais complexa de detecção e correcção de erros é a utilização de propriedades matemáticas da mensagem a ser transmitida. Este método considera cada bloco de dados da mensagem como um coeficiente polinomial, dividindo-o depois por um outro polinómio predeterminado. Os coeficientes resultantes da divisão são enviados pelo emissor como dados redundantes, para detecção de erros no receptor. No receptor, são novamente calculados os mesmos coeficientes e comparados com os que foram enviados pelo emissor. Se não forem coincidentes, indica que houve um erro na transmissão. Por exemplo, a sequência de bits 1001101100110100 deve ser considerada como sendo o polinómio: P ( x ) = 1 x 15 + 0 x 14 + 0 x 13 + 1 x 12 + 1 x 11 + 0 x 10 + 1 x 9 + 1 x 8 + 0 x 7 + 0 x 6 + 1 x 5 + 1 x 4 + 0 x 3 + 1 x 2 + 0 x 1 + 0 x 0 ou seja: P ( x ) = x 15 + x 12 + x 11 + x 9 + x 8 + x 5 + x 4 + x 2 Esquemas de correcção erros - -
  38. 38. Na transmissão 1º - Os dados de informação a serem transmitidos são transformados num polinómio M(x), em função dos &quot;0&quot;s e &quot;1&quot;s. 2º - Ao polinómio M(x) será adicionado no fim o mesmo número de zeros quanto o grau do polinómio gerador G(x). 3º - Fazemos a divisão do polinómio M(x) por G(x). 4º - O resto desta divisão R(x) será adicionado no fim da transmissão de M(x). Na recepção 1º - Os dados recebidos serão divididos pelo mesmo polinómio gerador G(x). 2º - Se o resto desta divisão for igual a zero, significa que não houve erros na transmissão; caso contrário, foi detectado erro na transmissão, sendo necessário a retransmissão da informação enviada anteriormente. Esquemas de correcção erros - -
  39. 39. 4. Checksum O checksum de uma mensagem é uma soma aritmética de certos componentes da mensagem - por exemplo a soma de todos os bytes que a compõem . Esta soma é enviada pelo emissor e recalculada no receptor, para ser comparada com a soma enviada. Se não forem coincidentes, indica que houve um erro na transmissão. Esquemas de correcção erros - -
  40. 40. Os valores ASCII dos bytes são somados 1 a 1 e o total é dividido por 256 o resto é o checksum 403 - 256 = 147 147 corresponde a letra Ô Mensagem a ser enviada = M O D E M ! Ô Suponha que a mensagem recebida seja: MO U EM! Ô Valor ASCII U = 85 Logo, o valor da soma enviado não coincide. Esquemas de correcção erros - - Mensagem = M O D E M ! Valor ASCII 77 79 68 69 77 33 Total = 403
  41. 41. Correcção de erros Os métodos descritos anteriormente são suficientes para determinar se houve ou não um erro na transmissão de uma mensagem. Mas nas maiorias das vezes isto não é suficiente. As mensagens têm que ser recebidas sem erros e o mero conhecimento de que existiu um erro não chega. Haveria uma grande vantagem se o receptor pudesse determinar qual foi o erro e corrigi-lo. Isto é possível. Vejamos o seguinte exemplo: &quot;Se faltarm algmas letrs consguims entndr a mensgm&quot;. Este conceito pode ser aplicado à correcção de erros nas transmissões digitais. Esquemas de correcção erros - -
  42. 42. <ul><li>Pedido automático de repetição </li></ul><ul><li>ARQ (Automatic Repeat-reQuest) é um método de controle de erros para transmissões de dados que usa os códigos de detecção de erros para conseguir transmissões confiáveis . Usa, também, as mensagens de acknowledgment e/ou não acknowledgement e os timeouts (tempos limites). Um acknowledgment (ACK) é uma mensagem enviada pelo receptor para o transmissor e que indica que um bloco de dados foi correctamente recebido. </li></ul><ul><li>Normalmente, quando o emissor não recebe o ACK antes de se esgotar o tempo limite, isto significa que o bloco de dados não foi recebido correctamente e retransmite-o. </li></ul>Esquemas de correcção erros - -
  43. 43. 2. Código de correcção de erros (ECC - error-correcting code) O ECC é um código no qual cada sinal de dados está em conformidade com regras específicas de construção. Os desvios dessas regras podem ser detectados e corrigidos. Esta técnica é normalmente usada em armazenamento de dados no computador (por exemplo: memória flash) e em transmissões de dados. Alguns códigos podem detectar e corrigir um certo número de bits de erros. Se apenas corrigirem um erro, são chamados códigos de correcção de erro único, ou SEC - single error correcting , e os que conseguem detectar dois erros são chamados de detecção de erro duplo, ou DED - double error detecting . SEC - single error correcting  correcção de apenas um erro DED - double error detecting .  detecção de dois erros http://wapedia.mobi/pt/Detec%C3%A7%C3%A3o_e_correc%C3%A7%C3%A3o_de_erros Esquemas de correcção erros - -
  44. 44. <ul><ul><ul><li>A compressão de dados é o acto de reduzir o espaço ocupado por dados num determinado dispositivo. Essa operação é realizada através de diversos algoritmos de compressão, reduzindo a quantidade de bits para representar informação, uma imagem, um texto, ou um arquivo (ficheiro) qualquer. </li></ul></ul></ul><ul><li>Comprimir dados destina-se também a retirar a redundância, existente em muitos dados que podem ser eliminadas de alguma forma . Essa forma é através de uma regra, chamada de código ou protocolo, que quando seguida, elimina os bits redundantes de informações, de modo a diminuir seu tamanho nos ficheiros. </li></ul><ul><li>Por exemplo, a sequência &quot;AAAAAA&quot; que ocupa 6 bytes, poderia </li></ul><ul><li>ser representada pela sequência &quot;6A&quot;, que ocupa 2 bytes, economizando 67% </li></ul><ul><li> de espaço. </li></ul>Compressão de dados - -
  45. 45. <ul><li>Além da eliminação da redundância, os dados são comprimidos pelos mais diversos motivos. Entre os mais conhecidos estão economizar espaço em dispositivos de armazenamento ou ganhar desempenho (diminuir tempo) em transmissões. </li></ul><ul><li>Embora possam parecer sinónimos, compressão e compactação de dados são processos distintos. </li></ul><ul><li>C ompressão reduz a quantidade de bits para representar algum dado, </li></ul><ul><li>Compactação tem a função de unir dados que não estejam unidos. </li></ul><ul><li>Um exemplo clássico de compactação de dados é a desfragmentação de discos . </li></ul>Compressão de dados - -
  46. 46. Sem perdas Diz-se que um método de compressão é sem perdas (em inglês, lossless ) se os dados obtidos após a descompressão são idênticos aos dados que se tinha antes da compressão . Esses métodos são úteis para dados que são obtidos directamente por meios digitais , como textos, programas de computador, folhas de cálculo etc., onde uma pequena perda de dados acarreta o não funcionamento ou torna os dados incompreensíveis. - Um texto com letras trocadas, uma folha de cálculo com falta de valores ou inexactos, ou um programa de computador com comandos inválidos são coisas que não desejamos e que podem causar transtornos . - Algumas imagens e sons precisam de ser reproduzidos de forma exacta, como imagens e gravações para perícias, impressões digitais, etc. Compressão de dados - -
  47. 47. <ul><li>Com perdas </li></ul><ul><li>Por outro lado, algumas situações permitem que perdas de dados poucos significativos ocorram. </li></ul><ul><li>Em geral quando digitalizamos informações que normalmente existem de forma analógica, como fotografias, sons e filmes, podemos considerar algumas perdas que não seriam percebidas pelo olho ou ouvido humano. Sons de frequências muito altas ou muito baixas que os humanos não ouvem, detalhes muito subtis como a diferença de cor entre duas folhas de uma árvore, movimentos muito rápidos que não conseguimos acompanhar num filme, todos estes detalhes podem ser omitidos sem que as pessoas percebam que eles não estão lá. </li></ul><ul><li>Nesses casos, podemos comprimir os dados simplesmente por omitir tais detalhes . Assim, os dados obtidos após a descompressão não são idênticos aos originais, pois &quot;perderam&quot; as informações irrelevantes e, dizemos então, que é um método de compressão com perdas (em inglês, lossy ). </li></ul><ul><ul><ul><li>Ex: . zip ou .rar </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>png , gif, tiff, mng, bmp, jpeg </li></ul></ul></ul>Compressão de dados - -

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