La Telematica

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Testo

TELEMATICA

Il termine telematica deriva dalla fusione di due parole: TELEcomunicazione e inforMATICA, e sta ad indicare la gestione delle informazioni e dei dati a distanza.
In tale ambito rivestono particolare importanza i nodi (stazioni di elaborazione che si scambiano dati e messaggi mediante le vie di comunicazione). Si parla di teleprocessing quando i nodi sono rappresentati da terminali dotati di capacità elaborativa scarsa quindi limitata. Mentre se la capacità elaborativa è autonoma si parla di distributed data processing.

TRASMISSIONE DATI
Tra i diversi nodi le informazioni possono essere trasmesse mediante mezzi solidi o herziani.
Tra i mezzi solidi vanno menzionati:
- DOPPINO TELEFONICO: composto da due fili di rame avvolti tra loro a spirale per compensare l’influenza dei campi elettromagnetici che influiscono sulla corretta trasmissione del messaggio. Esso permette l’uso delle tecnologie e degli strumenti di installazione tipici della telefonia fissa, ampiamente diffusa a carattere internazionale. Il suo svantaggio è di essere sensibile alle interferenze elettriche. Tale limitazione costringe ad usarlo a basse velocità dato che maggiore è la velocità e maggiore è il rischio di perdere informazioni.
- CAVO COASSIALE: costituito da un cavo di rame rivestito da un isolante che separa il cavo da una gabbia di rame che fa da schermatura verso l’esterno. La sua introduzione è atta ad aumentare la velocità di trasmissione delle informazioni. Infatti rispetto al precedente consente alte velocità di trasmissione con disturbi ridotti, ma il costo è di gran lunga superiore a quello del doppino telefonico.
- FIBRE OTTICHE: costituite da un nucleo di materiale trasparente circondato da un mantello di materiale riflettente. Con tale mezzo trasmissivo il messaggio viene trasmesso in forma digitale (0 e 1) sottoforma di impulsi luminosi. La velocità di trasmissione in questo caso è molto alta (può arrivare a un Gbit al secondo con tasso di errore basissimo).
I mezzi herziani permettono la trasmissione dei dati mediante le onde elettromagnetiche. La velocità di trasmissione è indipendente dalla distanza dato che vengono utilizzate onde radio e satelliti come mezzi di trasmissione. L’unico problema di tale mezzo di trasmissione è dovuto al fatto che le trasmissioni via radio necessitano di apposita licenze e la trasmissione deve avvenire a vista.

MODALITA’ DI TRASMISSIONE
L’informazione può essere trasmessa in forma analogica se usa la rete telefonica, o digitale .
FORMA ANALOGICA

FORMA DIGITALE

Quando il mezzo trasmissivo è in grado di trasmettere solo informazioni in modo analogico si utilizzo uno strumento (MODEM) capace di trasformare l’informazione da digitale in analogica e viceversa. Tramite il modem i dati che provengono dal calcolatore sono trasformati in forma analogica per essere immessi sulla linea telefonica. Presso il calcolatore che riceve i dati è posto un altro modem che ha il compito di trasformare il segnale in forma digitale. Ulteriore compito del modem è quello di permettere la connessione mediante la linea telefonica rivelando eventuali errori e guasti.
La comunicazione tra i nodi può avvenire in modalità simplex, half – duplex o full – duplex.
La comunicazione SIMPLEX è a senso unico. Esiste, infatti, una fonte che è sempre e solo trasmittente ed un’altra che è sempre e solo ricevente. Il flusso dei dai avviene in unica direzione.
La comunicazione HALF – DUPLEX è a doppio senso alternato. Infatti il flusso dei dati avviene in entrambe le direzioni tra i due nodi che possono essere sia emittenti che riceventi, ma in tempi diversi.
La trasmissione FULL – DUPLEX è a doppio senso, ed il flusso dei dati avviene in entrambe le direzioni facendo uso di due linee distinte.
La trasmissione dei dati codificati può avvenire in due modi, serialmente se viene trasmesso un bit per volta sulla linea o parallelamente se sulla linea sono inviati più bit contemporaneamente.
A secondo del tipo la trasmissione può essere asincrona se viene inviato un carattere per volta. In tal caso la serie di bit inviati è preceduta da un bit di start e seguita da un bit di stop che ne comunica la fine. Oppure sincrona se i dati vengono inviati a blocchi. Il blocco è preceduto da una sequenza di caratteri di sincronizzazione che permettono al ricevente di predisporsi al ricevimento. Il blocco si conclude con alcuni caratteri di controllo.

TELEPROCESSING
Il Teleprocessing può essere locale se i terminali si trovano a meno di 1500 metri di distanza dall’elaboratore, oppure remoto se permette di collegamenti con un elaboratore che si trova ad oltre 1500 metri di distanza.
Il collegamento tra i vari nodi può avvenire mediante tre sistemi:
1) PUNTO A PUNTO se i nodi sono collegati direttamente all’elaboratore centrale ;
2) MULTIPUNTO più terminali sono collegati tramite la stessa linea al sistema centrale;
3) CONCENTRATI quando esiste un’unica linea uscente dal sistema centrale a cui viene collegato un concentratore che ha il compito di gestire il collegamento tra l’elaboratore centrale e i vari terminali e viceversa.
Il teleprocessing però presenta dei limiti dovuti al fatto che un guasto ad all’elaboratore centrale non permette il collegamento tra gli altri computer, i costi di gestione sono molto alti. Per ovviare a questo inconveniente sono nate le RETI.

RETI
Viene definita rete un insieme di elaboratori o terminali connessi tra di loro da archi di collegamento. Esse si compongono di una parte hardware e di una software.
La parte hardware è composta dalle connessioni di rete, mentre quella software è costituita dal sistema operativo.
Il collegamento tra i nodi all’intorno di una rete può essere:
- PUNTO – PUNTO se i nodi sono collegati da un circuito
- MULTIPUNTO quando la linea è condivisa da più di due nodi.
Il collegamento può essere, inoltre:
- GERARCHICO se i nodi sono collegati tra loro in modo da avere un elemento principale a cui fanno capo.
- ANELLO i nodi sono collegati circolarmente in modo da formare un anello. Ogni nodo è direttamente collegati al successivo e al precedente tramite la modalità punto a punto.
- BUS tutti i nodi colloquiano tra loro utilizzando un unico cavo.
- BUS AD ACCESSO MULTIPLO AD ANELLO.
- STELLA vi è un nodo centrale che fa da controllatore e smistatore. Tutti gli altri nodi per colloquiare tra loro devono prima passare dal nodo principale.
- COMPLETAMENTE CONNESSA tutti i nodi sono collegati tra loro.
- A MAGLIA ciascun nodo è connesso con almeno un altro della rete.

DIMENSIONE GEOGRAFICA
In base alla loro estensione le reti si suddividono in locali e geografiche.
Le reti locali: LAN (Local Area Network) hanno una superficie ridotta e sono caratterizzate da alte prestazioni e mezzi trasmissivi molto veloci.
La rete geografica: WAN (Wide Area Network) ha una superficie più estesa ed utilizza mezzi di comunicazione più diffusi e meno costosi e meno veloci.

RETI LOCALI
Nell’ambito delle reti locali le modalità di accesso sono denominate protocolli di trasmissione dato che si devono rispettare delle regole.
Abbiamo quattro tipologie di protocolli:
1) PASSAGGIO DI GETTONE usato in modo particolare nelle topologie ad anello. Il gettone (token) è costituito da una serie di bit che circolano lungo l’anello da nodo a nodo e rappresentano il diritto di trasmettere. Tale diritto mediante determinate disposizioni non può essere monopolio di un unico nodo, infatti ogni nodo ne prende possesso solo quando deve mandare un messaggio, ed è stabilito che non è possibili mandare più di due messaggi uno dopo l’altro.
2) CONTENITORI DI MESSAGGI nel sistema circolano un certo numero di contenitori. Ogni volta che uno di essi giunge ad una stazione questa lo esamina e se è vuoto può mandare un suo messaggio, e se pieno controlla se il messaggio è destinato a lei altrimenti lo trasmette al successivo nodo.
3) A CONTESA i messaggi sono trasmessi liberamente sul canale senza alcun controllo. Nel caso di trasmissione contemporanea da parte di più nodi viene rilevata una collisione, i nodi interessati interrompono l’invio e i messaggi verranno rinviati in tempi successivi.
4) DIFFUSIONE DI TESTIMONE si basa sul fatto che il nodo debba essere sicuro che la linea si a libera prima di trasmettere.
Nell’utilizzare le reti locali sono adoperati determinati software per poterle gestire.
- SISTEMA CLIENT/SERVER un solo computer è adibito a “server” mentre gli altri elaboratori sono i “client” il server è di solito una macchina potente nell’ambito della quale risiedono diversi software che sono a disposizione degli altri elaboratori.
- SISTEMA PEER – TO – PEER ogni elaboratore della rete è contemporaneamente server e client.

RETI GEOGRAFICHE
Nell’ambito delle reti geografiche si parla di linee dedicate se il collegamento tra i nodi è fisso ( come quello tra computer e stampante) e di linee commutate se la linea può essere utilizzata da diversi nodi e con modalità diverse da ognuno di essi.
La commutazione può essere di pacchetto, di circuito, di messaggio.
COMMUTAZIONE DI CIRCUITO se per ogni chiamata è stabilito un determinato percorso. In tal caso la commutazione avviene in tre fasi:
I) connessione
II) scambio dati
III) disconnessione
COMMUTAZIONE DI MESSAGGIO il collegamento tra i nodi avviene con la creazione di un circuito.
COMMUTAZIONE DI PACCHETTO i messaggi sono strutturati in pacchetti ognuno dei quali costituito da un certo numero di bit. Ogni pacchetto contiene l’indirizzo del destinatario ed il numero progressivo al suo interno in modo che arrivato a destinazione potrà essere ricostruito in modo sequenziale. Ogni pacchetto sceglie la linea più conveniente.

La telematica 1

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