1.3.3.4. Використання процедур проектування бездротових мереж та ефекти, які моделюються

Типовий сценарій мережі для бездротових технологій описується наступним чином. Бездротові маршрути частково замінюють кабельну підсистему в будівлі і певний час можуть також використовуватися замість підсистеми об’єкта або як ефективна широкополосна мережа передачі данних. Поєднання точок доступу та базових станцій у бездротових мережах – комплексна багатопараметрична оптимізаційна проблема. Узагальнена формула для цього процессу має такий вид: Min(K{N, L, DR}); MinN_ap | Max S_RF(S, d); MinN_ap | Max DR(N_user, d), DR    ; (1.46) MinN_bs | Max S_RF (S, d), H_bs   h(x, y)+  ,H_bs  h(x,y) + d² / 8 +  ; де K – загальна функція вартості для компанії CN, N_user – кількість користувачів, N_ap – кількість точок доступу, N_bs – кількість базових станцій, N – кількість мережних пристроїв, що використовуються, L – загальна довжина системи кабелів, DR –швидкість передачі данних, d(x,y) – відстань Tx-Rx для точок доступу та базових станцій,  , i = l, … , N_user – бітова швидкість, надана кожному користувачу, H_bs – довжина антени для базових станцій,S_RF(S, d) – радіочістотне освітлення поверхні, як функція величини сигналу S(x,y), r – мінімальний радіус першої зони Френеля, h(x,y) – висота геометричної або географчної точки (x,y), {(x,y_gps)_Upper, (x,y_gps)_lower} – абсолютні координати за стандартом GPS.  Також для аналіза роботи бездротових мереж необхідно вказувати такі властивості використаних моделей та алгоритмів, як точність, складність розрахунків, можливість використання для певних діапазонів частот та умов розповсюдження (наприклад, відбиття, багатошляхове розповсюдження), використання в приміщенні або зовні, максимальну відстань Tx-Rx, обмеження, пов’язані з довкіллям (використані матеріали, типи стін, дахи, стіни, пагорби тощо) [Д: 38, 49, W74]. Потужність високочастотного сигналу передачі зменшується через взаємодії електромагнітних хвиль із перешкодами, як це показано на рис. 1.28.  Рис. 1.28 – Моделювання ефектів розповсюдження фізичного рівня бездротових мереж [Д: 49] На рис. 1.29 наведена класифікація моделей розповсюдження радіохвиль, реалізованих у CANDY. Емпіричні та напівемпіричні моделі у більшості не задовольняють вимогам точності, особливо для високих частот. У той же час моделі геометричної оптики забезпечують високу точність у будь-якому частотному діапазоні. ^ Типові задачі для засобів проектування бездротових мереж. Найважливішою метою моделювання бездротових мереж є пошук шляхів розв’язання наступних ключових проблем (рис. 1.30): Рис. 1.29 – Алгоритми позиціювання та візуалізації для WLAN/WiMAX

1. частотно-территоріальне мережне планування, мінімізація всереденісистемних 

збоїв та перешкод, максимізація площі покриття з обов’язковою сумісністю QoS  та електромагнітна сумісність із вже існуючими радіотехнічними системами;

2. верифікація діючої мережі;

3. оптимізація методів обробки та передачі данних в розробленій мережі; 

4. оптимізація парметрів пристроїв, які плануються використовуватися в конкретній мережі.

Для того, щоб вказати напрями подальшого розвитку інструментарію для розробки бездротових мереж, нижче наведена їх узагальнена классифікація. Проектування бездротових мереж підтримує програмне забезпечення (ПЗ) наступних типів. 

1. ПЗ для планування глобальних бездротових мереж, інструментарії для планування ззовні.

2. ПЗ для планування бездротових мереж в приміщенні.

3. ПЗ для керування базою данних та електромагнітної сумісності.

4. ПЗ для моніторингу мереж, які задіяні.

5. ПЗ для оптимізації протоколів передачі данних в бездротових мережах. Всі вищеперелічені категорії інструментаріїв використовють наступну комплексну модель бездротових мереж (рис. 1.31). Таким чином, кожна группа ПЗ використовується лише для визначенних аспектів наведеної узагальненої моделі. </dr<></i

БІЛЕТ № 24

№1

Жидкокристаллические индикаторы (LCD) появились на рынке с 70-х годов. Они широко применяются во многих устройствах, например, электронных часах, микрокалькуляторах, радиоприемниках и других устройствах, в которых требуются индикаторы и три или четыре буквенно-цифровых знака. Последние достижения в технологии жидкокристаллических материалов позволяют изготавливать большие индикаторы. Хотя жидкокристаллические индикаторы представляют собой лишь небольшую часть изделий, выпускаемых полупроводниковой промышленностью, их значение возросло благодаря применению в плоских дисплеях портативных компьютеров, сверхлегких ноутбуках и специализированных текстовых процессорах. Прогнозируется дальнейший рост использования жидкокристаллических индикаторов, так как, в конце концов, они заменят новейшую электронную лампу - электронно-лучевую трубку (CRT) (О'Mara 1993).

Изготовление жидкокристаллических индикаторов - высокоспециализированный процесс. Результаты мониторинга промышленных гигиенистов указывают на очень низкий уровень содержания посторонних веществ в воздухе при зафиксированном воздействии растворителей (Wade et al. 1981). В целом тип и количество токсичных, коррозийных и воспламеняемых твердых, жидких и газообразных химических веществ и опасных физических реагентов, применяемых при изготовлении жидкокристаллических индикаторов, ограничено по сравнению с другими типами полупроводниковых приборов.

Молекулы жидкокристаллических веществ имеют вытянутую "палочкообразную" форму. На рис. 83.5 показана молекула цианбифенила. Молекулы обладают свойством вращения плоскости поляризации света, проходящего через них. Хотя сами молекулы прозрачны для видимого света, контейнер с жидким материалом оказывается молочным или полупрозрачным вместо прозрачного. Это происходит из-за удлиненных осей молекул, располагающихся под произвольными углами, ведущих к хаотичному рассеиванию света. Ячейка жидкокристаллического индикатора организована так, что молекулы имеют определенную ориентацию. Ориентация может быть изменена под влиянием внешнего электрического поля, позволяющего изменение поляризации входящего света. При изготовлении плоских индикаторов две стеклянные пластины обрабатываются отдельно, а затем их соединяют. На передней пластине формируют рисунок для создания матрицы цветного фильтра. На задней пластине формируют рисунок тонкопленочных транзисторов и металлических межсоединений. Две пластины соединяют в процессе сборки и, если необходимо, разрезают и разделяют на отельные индикаторы. Зазор между двумя стеклянными пластинами заполняется жидкокристаллическим веществом. Индикаторы осматривают и проверяют; на каждую стеклянную пластину наносят пленку поляризатора.

Для изготовления плоского индикатора нужно выполнить ряд отдельных технологических операций со специализированным оборудованием, материалами и технологиями. Некоторые из основных технологических процессов будут описаны ниже.

Подготовка стеклянной подложки

Стеклянная подложка - важный и дорогостоящий компонент индикатора. Жесткий контроль оптических и механических свойств материала требуется на каждом этапе технологического процесса, особенно при нагревании.

Изготовление стекла

Применяются два способа изготовления очень тонкого стекла с точными размерами и воспроизводимыми механическими свойствами. В процессе плавления по технологии Корнинга применяется стеклянный стержень, который расплавляется в клинообразном желобе и течет поверх и по бокам желоба. Стекая по обеим сторонам желоба, расплавленное стекло соединяется в лист на дне желоба, и может вытягиваться в виде однородного листа. Толщина листа зависит от скорости протяжки стекла. Так можно изготовить лист шириной до 1 м.

Другие изготовители стекла с соответствующими размерами подложек жидкокристаллических индикаторов применяют плавающий метод изготовления. Расплавленное стекло течет на слой расплавленного олова. Стекло не растворяется и не взаимодействует с металлическим оловом, а плавает на поверхности. Это позволяет силе тяжести сгладить поверхность, а обеим сторонам стать параллельными (см. главу "Стекло, керамика и родственные материалы").

Имеются подложки разных размеров вплоть до 450х550 мм и больше. Типичная толщина стекла для плоских индикаторов равна 1.1 мм. Более тонкое стекло применяется для индикаторов меньшего размера (в пейджерах, телефонах, электронных играх и т.д.).

Резка, косая заточка, шлифовка и полировка

После изготовления стекла методом плавления или плавающим способом стеклянные подложки разрезают, обычно до 1 м по боковой стороне. Затем в зависимости от конечной цели применения материала выполняют различные механические операции.

Поскольку стекло - хрупкий материал, легко бьется или образует трещины по краям, стеклянные подложки обычно обтачивают, скашивают, закругляют или обрабатывают иным способом, уменьшающим колкость стекла во время технологических операций. Термическое напряжение на трещинах по краям накапливается во время обработки подложек и ведет к тому, что они бьются. Хрупкость стеклянных подложек - серьезная проблема в процессе изготовления. Помимо того, что работники могут получить резаные и рваные раны, теряется много годных пластин. Куски стекла могут застревать в оборудовании и вызвать загрязнение или повреждение других подложек.

Увеличение размера подложек усложняет шлифовку. Большие стеклянные подложки устанавливают на опоры, с использованием воска (парафина) или другого адгезива и шлифуются с помощью суспензии абразивного материала. После шлифовки обязательно проводится тщательная химическая очистка с целью удаления остатков воска или других органических остатков, а также металлических частиц, содержащихся в абразивной или шлифующей среде.

Очистка

Очистке подлежат чистые стеклянные подложки и подложки с нанесенными на них органическими пленками, такими как цветные фильтры, пленки с полиимидной ориентацией и т.д. Кроме того, очищаются подложки с нанесенными полупроводниковыми, изолирующими и металлическими пленками на определенных этапах технологического процесса. Очистка необходима, как минимум, перед каждым этапом маскирования при изготовлении цветного фильтра или тонкопленочного транзистора.

Для очистки большинства плоских индикаторов применяется комбинация физических и химических методов, с выборочным использованием сухих методов. После химического травления или очистки подложки обычно сушат с помощью изопропилового спирта

№2

Об'єкти характеризуються атрибутами. Так атрибутами автомобіля є максимальна швидкість, потужність двигуна, колір кузова й т.д. Атрибутами підсилювача є частотний діапазон, вихідна потужність, коефіцієнт нелінійних спотворень, рівень шуму і т. д.

Крім атрибутів об'єкти володіють деякими функціональними можливостями, які в об'єктно-орієнтованому програмуванні (ООП) називають операціями або методами. Так автомобіль може їздити, корабель - плавати, комп'ютер - робити обчислення.

Таким чином, об'єкт інкапсулює атрибути і методи, приховуючи від інших об'єктів взаємодіючих з ним і використовують його функціональність, свою реалізацію. Так для того щоб переключити телевізійну програму нам достатньо на пульті дистанційного керування набрати її номер, що запустить складний механізм, який у результаті і призведе до бажаного результату. Нам абсолютно не обов'язково знати, що відбувається в пульті дистанційного керування і телевізорі, нам лише достатньо знати, що телевізор має такою можливістю (методом) і як її можна активувати. Інкапсуляція або приховування реалізації є базовим властивістю ООП. Вона дозволяє створювати призначені для користувача об'єкти, що володіють необхідними методами і далі оперувати ними, не вдаючись у пристрій цих об'єктів.

Об'єкт - це екземпляр деякого класу об'єктів або просто класу. Так автомобіль Audi 6 є екземпляром класу автомобілів даної моделі, приймач Sony SW-7600G так само буде представником класу однойменних приймачів. Таким чином, клас - це абстрактне поняття. Ставлення класу і об'єкту приблизно таке ж, як платонівські ідеї та об'єкти реального світу. На UML - уніфікованій мові моделювання - клас відображається у вигляді прямокутника, розділеного на три частини. У першій міститься ім'я класу, в другій - атрибути, в третій - методи (рис. 1, а).

Рис. 1. Зображення класу і відносин генералізації в UML: а - зображення класу; б - одиночне успадкування; с - множинне спадкування

Класи можуть бути пов'язані один з одним різними відносинами. Одним з основних таких відносин є ставлення клас - підклас, відомий в об'єктно-орієнтованому програмуванні як наслідування. Наприклад, клас автомобілів Audi 6 є підкласом легкових автомобілів, який в свою чергу входить у більший клас автомобілів, а останній є підкласом класу транспортних засобів, який крім автомобілів включає в себе літаки, кораблі поїзда і т. д. Прикладом подібних відносин, є системи класифікації в ботаніці та зоології. Ставленням, зворотним спадкоємству, є узагальнення або генералізація. Вона вказує, що якийсь клас, є більш загальним (узагальненим) класом іншого класу. Клас транспортних засобів, наприклад, є генералізацією класів автомобілів, літаків і кораблів. У UML прийнято користуватися саме поняттям генералізація, що відбилося і в символі, що представляє це ставлення: більш не зафарбована стрілка, спрямована на клас, що є узагальненням деяких класів (рис. 1, б).

При спадкуванні всі атрибути і методи батьківського класу успадковуються класом-нащадком. Спадкування може бути багаторівневим, і тоді класи, що знаходяться на нижніх рівнях ієрархії, успадкують всі властивості (атрибути і методи) всіх класів, прямими або непрямими нащадками яких вони є. Клас B успадкує атрибути і методи класу A і, отже, буде мати атрибутами A, B, C і D і методами A, B, C і D, а клас C - атрибутами A, B, C, E, F і методами A, B і E.

Крім одиничного, існує і множинне спадкування, коли клас успадковує відразу кілька класів (рис. 1, с). При цьому він успадкує властивості всіх класів, нащадком яких вона є. Проте в мові PHP таке спадкування не реалізовано.

При спадкуванні одні методи класу можуть заміщатися іншими. Так, клас транспортних засобів буде мати узагальнений метод руху. У класах-нащадках цей метод буде конкретизований: автомобіль буде їздити, літак - літати, корабель - плавати. Така зміна семантики методу називається поліморфізмом. Поліморфізм - це виконання методом з одним і тим же ім'ям різних дій залежно від контексту, зокрема, від приналежності того чи іншого класу. У різних мовах програмування поліморфізм реалізується різними способами.

Іншим основним видом відносин між класами та об'єктами є агрегація. Вона означає, що один клас містить в собі агрегати (складових частин, підсистем) інших класів. Так автомобіль складається з кузова, двигуна, трансмісії і т.п., а до складу приймально-передавального пристрою входять передавач, приймач і антенно-фідерний пристрій. У UML агрегації позначаються у вигляді лінії з зафарбовані ромбом на кінці. Агрегація має кратність. Так автомобіль зазвичай містить один двигун, який у свою чергу може належати тільки одному автомобілю. Автомобіль може звичайно містити від двох до п'яти дверей. У свою чергу кожні двері можуть належати лише одному автомобілю.

Щоб звернутися до атрибутів і методів агрегату, необхідно спочатку отримати вказівник на його власника, а потім вже вибрати необхідні атрибути і методи.

Хай об'єкт E має методи f1 () і f2 () (рис. 2). Щоб скористатися ними, треба спочатку отримати покажчик на кореневий об'єкт А, потім на об'єкт С, що в об'єктно-орієнтованому програмуванні зазвичай записується таким чином:

A.C

Далі отримуємо покажчик на D, так як він є агрегатом C, і, нарешті, викликаємо необхідні методи f1 () і f2 ():

A.C.D.f1 ()

A.C.D.f2 ()

Рис. 2. Ієрархічне представлення вкладених об'єктів

Композиція є ще одним ставленням, родинною агрегації. Але якщо в агрегації агрегати належать класу чи об'єкту, то в композиції існує більш слабкий зв'язок. Так, студенти з вузом перебувають у відношенні композиції, тоді як факультети, які входять до складу вузу (тобто є його невід'ємною частиною або агрегатами), пов'язані з нею відношенням агрегації. На UML композиція позначається за допомогою незакрашених ромбів. Як і у випадку агрегації, ставлення композиції має кратність. Агрегація та композиція є підкласами класу відносин асоціації. Асоціація позначається у вигляді лінії без стрілок і ромбів і може приймати вигляд як агрегації, так і композиції. На ранніх етапах об'єктно-орієнтованого аналізу і проектування часто задаються відносини асоціацій, а свою конкретизацію у вигляді агрегацій і композицій вони отримують на більш пізніх етапах.

Існує хибна думка, що об'єктно-орієнтоване програмування є чимось складним і незрозумілим. Але об'єктна декомпозиція є нітрохи не менш природною і інтуїтивно зрозумілою, ніж алгоритмічна, яка неподільно панувала до появи ООП. У програмування основні поняття ООП перейшли з інших галузей знань, таких як філософія, логіка, математика і семіотика, причому, не зазнавши особливих змін, принаймні того, що стосується суті цих понять. Об'єктний спосіб декомпозиції (подання) є природним, і застосовується протягом багатьох століть. Тому не дивно, що в процесі еволюції технології програмування він зайняв належне місце і підтримується так чи інакше практично всіма сучасними алгоритмічними мовами.

№3

Множення двійкових чисел виконують у прямому коді. Знак добутку визначають за знаковими розрядами множеного і множника у відповідності з таким правилом: якщо знак операндів однаковий, то знак добутку - позитивний; у противному випадку знак добутку негативний.

Знак добутку двох чисел не впливає на алгоритм виконання операції множення модулів цих чисел. Найпростішим способом множення є багаторазове додавання, що полягає в додаванні множеного самого із собою, причому число таких операцій дорівнює множнику. Такий алгоритм множення є простим, але повільним.

Часто використовують спосіб множення, процедура якого аналогічна процедурам множення вручну. У цьому випадку результат одержують додаванням часткових добутків, що є результатом множення множеного на значення чергових розрядів множника. Кожен частковий добуток удвічі перевищує попереднє значення, що відповідає зрушенню його ліворуч на один розряд. Наприклад:

11012

1310

x

10112

1110

1101

13

1101

+

13

+

0000

143

1101

100011112

Характерно, що розрядність добутку двійкових чисел удвічі перевищує розрядність співмножників. Якщо в добутку беруть участь мантиси, тобто правильні дроби, то молодші розряди, що виходять за межі розрядної сітки, можуть бути відкинуті з врахуванням округлення або без.

Найбільшу швидкість множення одержують у статичних множних пристроях, практична реалізація яких можлива завдяки наявності спеціальних пристроїв, які запам'ятовують таблиці множення багаторозрядних чисел. Однак зі збільшенням розрядності співмножників складність таких пристроїв швидко зростає. Тому даний спосіб множення можливий лише для чисел з порівняно невеликою кількістю двійкових розрядів.

В універсальних обчислювальних машинах, як правило, реалізується "шкільний" алгоритм ділення чисел. "Шкільний" алгоритм ділення полягає в тому, що дільник на кожному кроці віднімається від діленого стільки разів (починаючи зі старших розрядів), скільки це можливо для отримання найменшого позитивного залишку. Тоді в черговий розряд частки записується цифра, що дорівнює числу дільників, що містяться в діленому на даному кроці. При діленні операцію віднімання повторюють до тих пір, поки ділене не стане менше дільника. Існують і інші алгоритми, наприклад, алгоритм ділення з відновленням залишку та алгоритм ділення без відновлення залишку.

БІЛЕТ № 25

№1

Комунікаці́йна мере́жа — система фізичних каналів зв'язку і комутаційного устаткування, що реалізовує той або інший низькорівневий протокол передачі даних.

Існують провідні, безпровідні (використовуючі радіохвилі) і волоконно-оптичні канали зв'язку. За типом сигналу виділяють цифрові і аналогові мережі. Призначенням комунікаційних мереж є передача даних з мінімальною кількістю помилок і спотворень. На основі комунікаційної мережі може будуватися інформаційна мережа, наприклад на основі мереж Ethernet як правило будуються мережі TCP/IP, які у свою чергу утворюють глобальну мережу Інтернет. Прикладами комунікаційних мереж є:

• комп'ютерні мережі,

• телефонні мережі,

• мережі стільникового зв'язку,

• мережі кабельного телебачення.

Комунікаційна мережа описується сукупністю вузлів та каналів зв'язку, які їх сполучають. Вузли мереж забезпечують опрацювання та збереження даних, також їхні комутації.

Комп'ю́терна мере́жа — система зв'язку між двома чи більше комп'ютерами. У ширшому розумінні комп'ютерна мережа (КМ) — це система зв'язку через кабельне чи повітрянесередовище, самі комп'ютери різного функціонального призначення і мережеве обладнання. Для передачі інформації можуть бути використані різні фізичні явища, як правило — різні види електричних сигналів чи електромагнітного випромінювання. Середовищами передавання у комп'ютерних мережах можуть бути телефонні кабелі, та спеціальні мережеві кабелі:коаксіальні кабелі, виті пари, волоконно-оптичні кабелі, радіохвилі, світлові сигнали.

Зміст   [сховати]  1 Базові понятття 2 Призначення комунікаційних мереж 3 Класифікація комунікаційних мереж 3.1 Класифікація за областю дії 3.2 Класифікація за топологією 3.3 Класифікація згідно з використаними протоколами 4 Принципи комунікації 5 Мережеві технології локальних мереж 6 Технології 7 Див. також 8 Джерела 9 Посилання