Передача данных и виды связи
Передача данных играет очень большую роль в электронике.
В прошлых статьях по цифровой электронике я рассказывал о цифровых сигналах. Чем же так хороши эти цифровые сигналы? Как это бы странно не звучало, но цифровые сигналы по своей природе являются аналоговыми, так как передаются путем изменения значения напряжения или тока, но передают сигналы с ранее оговоренными уровнями. По своей сути, они являются дискретными сигналами. А что означает слово «дискретный»? Дискретный — это значит состоящий из отдельных частей, раздельный, прерывистый. Цифровые сигналы относятся как раз к дискретным сигналам, так как имеют только ДВА СОСТОЯНИЯ: «активно» и «не активно» — «есть напряжение/ток» и «нет напряжения/тока».
Главный плюс цифровых сигналов в том, что их проще передавать и обрабатывать. Для передачи чаще всего используют напряжение. Поэтому, принято два состояния: напряжение близко к нулю (менее 10% от значения напряжения) и напряжение близко к напряжению питания (более 65% от значения). Например, при напряжении питания схемы 5 Вольт мы получаем сигнал с напряжением 0,5 Вольт — «ноль», если же 4,1 Вольта — «единица».
Последовательный метод передачи информации
Есть просто два провода, источник электрического сигнала и приемник электрического сигнала, которые цепляются к этим проводам.
Это ФИЗИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ.
Как мы уже сказали, по этим двум проводам мы можем передавать только два сигнала: «есть напряжение/ток» и «нет напряжения/тока». Какие способы передачи информации мы можем реализовать?
Самый простой способ — сигнал есть (лампочка горит) — это ЕДИНИЧКА, сигнала нет (лампочка не горит) — это НОЛЬ
Если пораскинуть мозгами, можно придумать еще несколько различных комбинаций. Например, широкий импульс принять за единичку, а узкий — за ноль:
Или даже вообще взять за единичку и ноль фронт и срез импульса. Внизу рисунок, если подзабыли, что такое фронт и срез импульса.
А вот и практическая реализация:
Да можно хоть сколько придумать различных комбинаций, если «получатель» и «отправитель» согласуют прием и передачу. Здесь я привел просто самые популярные способы передачи цифрового сигнала. То есть все эти способы и есть ПРОТОКОЛЫ. И их, как я уже сказал, можно напридумывать очень много.
Скорость обмена данными
Представьте себе картину… Студенты, идет лекция… Преподаватель диктует лекцию, а студенты ее записывают
Но если преподаватель очень быстро диктует лекцию и в придачу эта лекция по физике или матанализу, то в результате получаем:
Почему же так произошло?
С точки зрения цифровой передачи данных, можно сказать, что скорость обмена данными между «Отправителем» и «Получателем» разная. Поэтому, может быть реальна ситуация, когда «Получатель» (студент) не в состоянии принять данные от «Отправителя» (преподавателя) из-за несоответствия скорости передачи данных: скорость передачи может быть выше или ниже той, на которую настроен приемник (студент).
Данная проблема в разных стандартах последовательной передачи данных решается по-разному:
- предварительная договоренность о скорости передачи данных (договориться с преподавателем, чтобы диктовал лекцию медленнее или чуть быстрее);
- перед передачей информации «Отправитель» передает некую служебную информацию, используя которую «Получатель» подстраивается под «Отправителя» ( Преподаватель: «Кто не запишет эту лекцию полностью, тот не получит зачет»)
Чаще всего, используется первый способ: в устройствах связи заранее устанавливается необходимая скорость обмена данными. Для этого используется тактовый генератор, который вырабатывает импульсы для синхронизации всех узлов устройства, а также для синхронизации процесса связи между устройствами.
Управление потоком
Также возможна ситуация, когда «Получатель»(студент) не готов принимать передаваемые «Отправителем»(преподавателем) данные по какой-либо причине: занятость, неисправность и др.
Решается эта проблема различными методами:
1) На уровне протоколов. Например, в протоколе обмена оговорено: после передачи «Отправителем» служебного сигнала «начало передачи данных» в течение определенного времени «Получатель» обязан подтвердить принятие этого сигнала путем передачи специального служебного сигнала «готовность к приему».
Данный способ называют «программным управлением потоком» — «Soft»
2) На физическом уровне — используются дополнительные каналы связи, по которым «Отправитель» ДО передачи информации запрашивает у «Получателя» о его готовности к приему). Такой способ называют «аппаратным управлением потоком» — «Hard»;
Оба метода очень распространены. Иногда они используются одновременно: и на физическом уровне, и на уровне протокола обмена.
При передаче информации важно засинхронизировать работу передатчика и приемника. Способ установки режима связи между устройствами называют «синхронизацией». Только в этом случае «Получатель» может правильно (достоверно) принять переданное «Отправителем» сообщение.
Режимы связи
Симплексная связь
В этом случае Получатель может только принимать сигналы от отправителя и никак не может на него повлиять. Это в основном телевидение или радио. Мы можем их только или смотреть или слушать.
Полудуплексная связь
В этом режиме и отправитель и получатель могут передавать друг другу сигналы поочередно, если канал свободен. Отличный пример полудуплексной связи — это рации. Если оба абонента будут трещать каждый в свою рацию одновременно, то никто никого не услышит.
— Первый, первый. Я второй. Как слышно?
— Слышу вас нормально, отбой!
Сигнал может посылать только отправитель, в этом случае получатель его принимает. Либо сигнал может отправлять получатель, а в этом случае отправитель его получает. То есть и отправитель и получатель имеют равные права на доступ к каналу (линии связи). Если они сразу оба будут передавать сигнал в линию, то, как я уже сказал, ничего из этого не получится.
Дуплексная связь
В этом режиме и прием и передача сигнала могут вестись сразу в двух направлениях одновременно. Яркий тому пример — разговор по мобильному или домашнему телефону, или разговор в Skype.
Источник
Java: передача параметров по значению или по ссылке
Простое объяснение принципов передачи параметров в Java.
Многие программисты часто путают, какие параметры в Java передаются по значению, а какие по ссылке. Давайте визуализируем этот процесс, и тогда вы увидите насколько все просто.
Данные передаются между методами через параметры. Есть два способа передачи параметров:
Передача по значению (by value). Значения фактических параметров копируются. Вызываемый метод создает свою копию значений аргументов и затем ее использует. Поскольку работа ведется с копией, на исходный параметр это никак не влияет.
Передача по ссылке (by reference). Параметры передаются как ссылка (адрес) на исходную переменную. Вызываемый метод не создает свою копию, а ссылается на исходное значение. Следовательно, изменения, сделанные в вызываемом методе, также будут отражены в исходном значении.
В Java переменные хранятся следующим образом:
Локальные переменные, такие как примитивы и ссылки на объекты, создаются в стеке.
Объекты — в куче (heap).
Теперь вернемся к основному вопросу: переменные передаются по значению или по ссылке?
Java всегда передает параметры по значению
Чтобы разобраться с этим, давайте посмотрим на пример.
Пример передачи примитивов по значению
Поскольку Java передает параметры по значению, метод processData работает с копией данных. Следовательно, в исходных данных (в методе main ) не произошло никаких изменений.
Теперь рассмотрим другой пример:
Передача объекта
Что здесь происходит? Если Java передает параметры по значению, то почему был изменен исходный список? Похоже, что Java все-таки передает параметры не по значению? Нет, неправильно. Повторяйте за мной: «Java всегда передает параметры по значению».
Чтобы с этим разобраться, давайте посмотрим на следующую диаграмму.
Память стека (stack) и кучи (heap)
В программе, приведенной выше, список fruits передается методу processData . Переменная fruitRef — это копия параметра fruit . И fruits и fruitsRef размещаются в стеке. Это две разные ссылки. Но самое интересное заключается в том, что они указывают на один и тот же объект в куче. То есть, любое изменение, которое вы вносите с помощью любой из этих ссылок, влияет на объект.
Давайте посмотрим на еще один пример:
Передача объекта по ссылке Память стека (stack) и кучи (heap)
В этом случае для изменения ссылки fruitRef мы использовали оператор new . Теперь fruitRef указывает на новый объект, и, следовательно, любые изменения, которые вы вносите в него, не повлияют на исходный объект списка фруктов.
Итак, Java всегда передает параметры по значению. Однако мы должны быть осторожны при передаче ссылок на объекты.
Вышеприведенная концепция очень важна для правильного решения ваших задач.
Например, рассмотрим удаление узла в односвязном списке.
Удаление узла в связанном списке
Это решение работает во всех случаях, кроме одного — когда вы удаляете первый узел ( Position = 1 ). Основываясь на ранее описанной концепции, видите ли вы в чем здесь проблема? Возможно, поможет следующая диаграмма.
Удаление первого узла односвязного списка
Для исправления алгоритма необходимо сделать следующее:
В этой статье мы обсудили одну небольшую, но важную концепцию Java: передачу параметров.
Подробнее о курсе и программе обучения можно узнать на бесплатном вебинаре, который пройдет 15 апреля.
Источник
Передача данных
Передача данных (обмен данными, цифровая передача, цифровая связь) — физический перенос данных (цифрового битового потока) в виде сигналов от точки к точке или от точки к нескольким точкам средствами электросвязи по каналу связи, как правило, для последующей обработки средствами вычислительной техники. Примерами подобных каналов могут служить медные провода, оптическое волокно, беспроводные каналы связи или запоминающее устройство.
Передача данных может быть аналоговой или цифровой (то есть поток двоичных сигналов), а также модулирован посредством аналоговой модуляции, либо посредством цифрового кодирования.
Хотя аналоговая связь является передачей постоянно меняющегося цифрового сигнала, цифровая связь является непрерывной передачей сообщений. Сообщения представляют собой либо последовательность импульсов, означающую линейный код (в полосе пропускания), либо ограничивается набором непрерывно меняющейся формы волны, используя метод цифровой модуляции. Такой способ модуляции и соответствующая ему демодуляция осуществляются модемным оборудованием.
Передаваемые данные могут быть цифровыми сообщениями, идущими из источника данных, например, из компьютера или от клавиатуры. Это может быть и аналоговый сигнал — телефонный звонок или видеосигнал, оцифрованный в битовый поток, используя импульсно-кодирующую модуляцию (PCM) или более расширенные схемы кодирования источника (аналого-цифровое преобразование и сжатие данных). Кодирование источника и декодирование осуществляется кодеком или кодирующим оборудованием.
Содержание
Последовательная и параллельная передача
В телекоммуникации, последовательная передача — это последовательность передачи элементов сигнала, представляющих символ или другой объекта данных. Цифровая последовательная передача — это последовательная отправка битов по одному проводу, частоте или оптическому пути. Так как это требует меньшей обработки сигнала и меньше вероятность ошибки, чем при параллельной передаче, то скорость передачи данных по каждому отдельному пути может быть быстрее. Этот механизм может использоваться на более дальних расстояниях, потому что легко может быть передана контрольная цифра или бит чётности.
Параллельной передачей в телекоммуникациях называется одновременная передача элементов сигнала одного символа или другого объекта данных. В цифровой связи параллельной передачей называется одновременная передача соответствующих элементов сигнала по двум или большему числу путям. Используя множество электрических проводов можно передавать несколько бит одновременно, что позволяет достичь более высоких скоростей передачи, чем при последовательной передаче. Этот метод применяется внутри компьютера, например, во внутренних шинах данных, а иногда и во внешних устройствах, таких, как принтеры. Основной проблемой при этом является «перекос», потому что провода при параллельной передаче имеют немного разные свойства (не специально), поэтому некоторые биты могут прибыть раньше других, что может повредить сообщение. Бит чётности может способствовать сокращению ошибок. Тем не менее электрический провод при параллельной передаче данных менее надёжен на больших расстояниях, поскольку передача нарушается с гораздо более высокой вероятностью.
Источник
