Módulo training code
Filipe Vieira
Created on September 30, 2024
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Transcript
Redes e ComnunicaçãoMódulo 1
Inicio
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O código Morse consiste na combinação de "pontos" e “travessões" (som curto e som longo respetivamente) que representam os caracteres.
Código Morse
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O Emissor (origem), o canal (meio de transmissão) o recetor (destino) E a mensagem (conjunto de signos, organizados de acordo com um código)
Sistema de Comunicação
Emissor e Recetor - DTE (Data Terminal Equipment), Ex.: terminais remotos, caixas de multibanco, computadores, etc. Canal - Meio utilizado tanto pelo emissor como pelo recetor no estabelecimento da comunicação. Ex.: Ar, cabos Equipamento de comunicação de dados - DCE (Data Communications Equipment),. Ex.: modem, placa rede Interface DTE/DCE: ligação entre o DTE e o DCE
Circuito de dados universal de 7 partes
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É um sistema de comunicação de dados constituído através da interligação de computadores e periféricos, com a finalidade de trocar informação e partilhar recursos.
O que é uma rede de computadores?
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Dados analógicos tomam valores contínuos dentro de um determinado intervalo. O exemplo mais comum é o da voz. Também o são vídeos, temperaturas, pressões, etc. Dados digitais tomam valores discretos. São exemplo caracteres de texto e números inteiros. Também todos os dados armazenados e tratados por computadores digitais estão nesta forma.
Dados e sinais digitais e analógicos
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O meio de transmissão de dados entre equipamentos é, normalmente, o fio de metal, por intermédio do qual o sinal elétrico se propaga.
Sinais Elétricos
Processo de colocação dos sinais eléctricos numa onda portadora adequada ao meio de transmissão.Modem—Equipamento que coloca o sinal digital numa onda portadora (sinal eléctrico analógico) com a frequência adequada ao meio de transmissão.
Modulação
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Taxa de transmissão—Consiste no número de bits por segundo (bps) que podem ser transmitidos por um canal.
Grandezas e Medidas
Largura de banda analógica—Expressa em hertz, mostra a diferença entre a maior frequência e a menor frequência que o canal suporta.Largura de Banda digital—Largura de banda digital refere-se à quantidade de dados que podem ser transmitidos por um canal de comunicação em um determinado período, geralmente medida em bits por segundo (bps).
Grandezas e Medidas
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Throughput é a medida da quantidade real de dados transmitidos de um ponto a outro em um sistema de comunicação em um determinado tempo, geralmente expressa em bits por segundo (bps).
Grandezas e Medidas
Throughput
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Bit rate é a quantidade de bits transmitidos ou processados por unidade de tempo em um sistema digital, geralmente expressa em bits por segundo (bps), refletindo a qualidade e velocidade da transmissão.Decibel é uma unidade de medida logarítmica usada para expressar relações de potência, intensidade ou pressão sonora, facilitando a comparação de níveis em sistemas elétricos e acústicos.
Grandezas e Medidas
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Transmissão em paralelo é um método de enviar múltiplos bits simultaneamente através de vários canais, aumentando a velocidade de transmissão, comumente utilizado em interfaces de dispositivos, como impressoras e computadores.Transmissão em série é um método de enviar dados bit a bit sequencialmente, utilizando um único canal de comunicação. É comum em conexões de dispositivos como portas USB
Transmissão em paralelo e em série
Transmissão simplex é um modo de comunicação unidirecional, onde os dados fluem em apenas uma direção, como em uma transmissão de rádio, sem possibilidade de retorno do receptor.Transmissão half-duplex permite a comunicação bidirecional, mas não simultânea. Os dados podem fluir em ambas as direções, mas um dispositivo deve esperar o outro terminar antes de responder
Transmissão Simplex, Half-Duplex e Full-Duplex
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Transmissão full-duplex permite a comunicação bidirecional simultânea, onde ambos os dispositivos podem enviar e receber dados ao mesmo tempo, aumentando a eficiência e a velocidade da troca de informações.
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Transmissão unicast é um método de comunicação em que dados são enviados de um único emissor para um único receptor, garantindo uma conexão direta e dedicada entre os dois dispositivos.Transmissão multicast é um método de comunicação onde dados são enviados de um emissor para múltiplos receptores simultaneamente, otimizando a largura de banda e reduzindo a duplicação de tráfego.
Transmissão Unicast, Multicast e Broadcast
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Transmissão broadcast é um método de comunicação em que dados são enviados de um emissor para todos os dispositivos em uma rede, permitindo que todos recebam a mesma informação simultaneamente.
Transmissão Unicast, Multicast e Broadcast
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A transmissão em baseband refere-se à transmissão de sinais sem modulação, utilizando toda a largura de banda disponível de um canal. Já a transmissão em broadband envolve a modulação dos sinais em frequências mais altas, permitindo múltiplos sinais simultâneos em um único canal, otimizando a largura de banda.
Transmissão em baseband e em broadband
+info
A transmissão síncrona sincroniza o envio de dados com um relógio, permitindo alta velocidade e eficiência, pois os dados são enviados em blocos regulares. Já a transmissão assíncrona não depende de sincronização, enviando dados de forma independente, com sinais de início e fim, sendo mais simples, porém menos eficiente.
Transmissão síncrona e assíncrona
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A transmissão analógica envia sinais contínuos, variando suavemente entre diferentes valores, representando informações de forma contínua. Já a transmissão digital converte as informações em bits (0s e 1s), transmitindo sinais discretos. A transmissão digital é mais resistente a ruídos e oferece maior precisão e eficiência em comparação à analógica.
Analógico/Digital
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As técnicas de conversão A/D (Analógico para Digital) transformam sinais analógicos contínuos em valores digitais discretos. Os métodos incluem a Amostragem, onde o sinal é capturado em intervalos regulares; a Quantização, que arredonda os valores amostrados; e a Codificação, que converte os valores quantizados em números binários, permitindo o processamento digital.
Técnicas de Conversão A/D
O Teorema da Amostragem, ou Teorema de Nyquist-Shannon, afirma que para reconstruir um sinal analógico sem perda de informação, ele deve ser amostrado a uma taxa de pelo menos o dobro de sua maior frequência. Essa taxa mínima é chamada de frequência de Nyquist. Amostras insuficientes causam aliasing (distorções).
Teorema da Amostragem
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Técnicas de codificação transformam dados em formatos específicos para transmissão ou armazenamento. Exemplos incluem codificação de fonte (como Huffman) para reduzir redundância e codificação de canal (como códigos de correção de erros) para aumentar a confiabilidade. Essas técnicas garantem eficiência e precisão na comunicação de dados.
Técnicas de Codificação
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Manchester Diferencial codifica bits por transições de sinal relativas: "0" implica transição no início do intervalo, e "1" mantém o nível. Resistente a erros de polaridade, mas requer mais largura de banda.
Manchester Diferencial
Manchester Normal codifica bits usando transições de sinal: "0" é uma transição de alto para baixo, e "1" de baixo para alto no meio do intervalo. Facilita a sincronização, mas dobra a largura de banda.
Manchester Manchester Normal
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Códigos de linha convertem dados digitais em sinais elétricos para transmissão. Exemplos incluem NRZ (Non-Return to Zero) e Manchester, garantindo sincronização, detecção de erros e eficiência na comunicação digital.
Códigos de linha
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• Este tipo de codificação é a mais simples (a sua única vantagem). • Apresenta alguns problemas, como por exemplo, a componente DC não nula e as longas sequências de 0's ou 1's determinam que facilmente perca sincronismo. • Os limites da onda estão sempre entre 0 e 1 e tomam o valor 1 quando o bit a codificar é 1 e 0 quando o bit a codificar é 0. • É utilizado para gravação digital em suportes magnéticos.
NRZ Unipolar
O código de linha do tipo Non Return Zero indica que o sinal não necessita obrigatoriamente de ir a zero entre transições de bit. Tem Duty Cycle de 100% (o impulso prolonga-se durante todo o bit). Existem três tipos de codificação NRZ.
NRZ – Non Return Zero
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NRZ Bipolar alterna entre três níveis de tensão: positivo, zero e negativo. Os "1"s usam sinais alternados (+/-) enquanto "0"s permanecem em zero, reduzindo a componente DC e melhorando a sincronização.
NRZ Bipolar
NRZ Polar usa dois níveis de tensão, positivos e negativos, para representar bits. Não há retorno a zero entre bits, tornando a transmissão eficiente, mas sem sincronização automática.
NRZ Polar
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RZ Unipolar utiliza apenas dois níveis de sinal: positivo para "1" e zero para "0". O sinal retorna a zero entre bits, garantindo sincronização, mas consome mais largura de banda.
RZ Unipolar
Return to Zero (RZ) usa três níveis de sinal: positivo, negativo e zero. Cada bit retorna ao nível zero antes do próximo, facilitando a sincronização, mas exige mais largura de banda.
Técnicas de codificaçãoReturn Zero
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Técnicas de deteção e correção de erros garantem a integridade dos dados transmitidos. Exemplos incluem paridade, CRC (verificação cíclica) e códigos Hamming, que identificam e corrigem erros em transmissões digitais.
Técnicas de deteção e correção de erros em transmissões digitais.
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Verificação de paridade é uma técnica de detecção de erros em transmissões de dados, onde um bit adicional é adicionado para garantir que o número de bits "1" seja par ou ímpar.
Verificação de paridade
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Checksums são valores numéricos calculados a partir de um conjunto de dados, usados para verificar a integridade das informações transmitidas, detectando erros durante a transmissão ou armazenamento.
Checksums
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O CRC (Cyclic Redundancy Check) é uma técnica de detecção de erros que utiliza polinômios para calcular um valor de verificação, garantindo a integridade dos dados durante a transmissão ou armazenamento.
Técnicas de deteção e correção de erros em transmissões digitaisCRC - Cyclic Redundancy Check
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O código de Hamming é um método de correção de erros que adiciona bits de verificação a dados transmitidos, permitindo detectar e corrigir erros simples, garantindo maior confiabilidade nas comunicações digitais.
Código de Hamming
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Compressão ou Compactação
Compressão ou compactação reduz o tamanho de dados removendo redundâncias, utilizando técnicas como Huffman, LZW ou JPEG, otimizando armazenamento e transmissão, sem (lossless) ou com perda (lossy) de qualidade.
Técnicas de compressão de dados
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Compressão de dados é o processo de reduzir o tamanho de arquivos para otimizar armazenamento e transmissão, utilizando técnicas como codificação, algoritmos de compressão sem perdas (ex. ZIP) ou com perdas (ex. JPEG).
Compressão de Dados
Compressão sem perdas reduz o tamanho dos dados sem eliminar informações, permitindo a recuperação exata do original. Exemplos incluem formatos ZIP, PNG e algoritmos como Huffman e LZ77.
Compressão sem perdas
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Abordagens de compressão incluem técnicas sem perdas, que mantêm a integridade dos dados, e com perdas, que sacrificam parte da informação para reduzir ainda mais o tamanho, como em áudio e imagem.
Abordagens
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Comprimento fixo é uma técnica de codificação onde todos os símbolos ou blocos de dados possuem a mesma largura, facilitando a decodificação, mas podendo ser ineficiente em termos de compressão.
Comprimento Fixo
Taxa de compressão é a relação entre o tamanho original e o tamanho comprimido dos dados. Quanto maior a taxa, maior a redução no tamanho do arquivo, indicando maior eficiência.
Taxa de Compressão
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O comprimento variável é uma técnica de codificação onde os símbolos ou blocos de dados são representados por comprimentos de bits diferentes, em vez de um comprimento fixo. Essa abordagem é frequentemente utilizada em algoritmos de compressão para otimizar a representação dos dados, aproveitando melhor a variabilidade da informação.
Comprimento variável
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Comprimento variável é uma técnica de codificação onde símbolos são representados por comprimentos de bits diferentes, otimizando a compressão. Símbolos mais frequentes têm códigos menores, reduzindo o tamanho total dos dados.
Comprimento Variável
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