Bilgisayarlarda Veri İletimi Nasıl Sağlanır?

 DERS KİTABI CEVAPLARINA BURADAN ULAŞABİLİRSİNİZ! 

Bilgisayarlarda Veri İletimi Nasıl Sağlanır? Bir noktadan diğer bir noktaya digital veya binary bilgilerin iletilmesine, transfer edilmesine “veri iletimi” denir. Veri iletim sistemleri; bilgisayar – bilgisayar, bilgisayar – terminal veya bilgisayar device arasındaki veri iletimlerini gerçekleştirir. Digital veya binary hale dönüştürülebilen ses, görüntü gibi analog bilgilerin iletilmesi de veri iletimi ile gerçekleştirilir. Digital tekniklerin, yüksek verimliliğin yanı sıra maliyetlerinin de düşük olması veri iletiminde kullanılmasının en önemli sebeplerindendir.

Digital sinyaller, herbiri bir voltaj seviyesiyle tanımlanan ve birbirinden farklı iki durumdan oluşan “binary pulse” lerdir. Bu pulse’ler iki seviye arasında değişir. Bu seviyeler sırasıyla; “0” veya “low” ve “1” veya “high” seviyeleridir. Binary 0 seviyesi genellikle 0 V veya ground, binary 1 seviyesi de genellikle +5 V olarak tanımlanır. Ayrıca kullanılan sisteme göre bunların dışında başka voltaj değerleri de kullanılabilir.

Bilgisayarların, veri haberleşmesinin ve ağların amacı veriyi bilgiye çevirmektir. Veri bir bilgisayarda saklanır ve bir haberleşme sistemi üzerinden ikilik tabanda (0 veye 1' ler biçiminde) iletilir. Bir bilgisayardaki bitler elektrik işaretinin polarizasyon seviyeleri ile gösterilirler. Bir bilgisayardaki saklama elemanı içindeki yüksek-seviye işareti 1'i ve alçak-seviye işareti 0'ı gösterebilir. Bu elemanlar birlikte dizilerek belirlenmiş kodlara göre sayı ve karakterleri oluştururlar.  haberleşme yolu üzerinden (örneğin telefon hattı) bilgisayar-yönlendirmeli cihazlar arasında elektrik işaretleri ve bit katarları ile iletilir. Bu elektrik işaretleri ve bit katarları harf ve karakterleri belirtir. Bazı durumlarda, veri ışık işaretleri ile gösterilir (fiber optik hatlarda). Bit dizileri kullanıcı verisini ve kontrol verisini tanımlar. Kontrol verisi, haberleşme ağını ve kullanıcı verisi akışını yönetmek için kullanılır.

Haberleşme ortamından geçişi ve alıcı cihaza gelişi görülmektedir. İkilik veri kodu, terminaller ve çıkışlarda on tabanına çevrilirek gösterilir. Saniye başına bit (bit/sn) terimi iletim hızını belirtmek üzere kullanılır. Bu terim haberleşme yolu veya parçası üzerinden saniyede iletilen bit sayısını verir. Örneğin 2400 bit/sn'lik bir hat, bir sayı veya karakteri belirtmek için 8-bit'lik kodlar kullanıyorsa, saniyede iletilen karakter sayısı 300 (2400 / 8) olur. Haberleşme hızı genelde bit/sn oranı ile verilir. İletim karakteristikleri

Veri haberleşmesini anlamak için, elektriğin iletim karakteristikleri hakkında genel bir bilgiye sahip olunmalıdır. Hat kapasitesi, hata kontrol teknikleri, haberleşme yazılımı, ve diğer pek çok ağ bileşeni elektriğin yapabildikleri ve sınırlamaları çerçevesinde analiz edilir ve tasarlanır. Haberleşme kanalı üzerinden elektrik işaretinin değişimleri ile iletilir. Bu değişimler 1 ve 0'ları gösterir. Elektrik işaretinin konumu kendini ya bir işaret seviyesi ya da bir başka kompleks elektrik işareti şeklinde gösterir. Bir işaretin iletim yolu üzerindeki hareketine işaret yayılması denir. Bir kablo yolu üzerinde, işaret yayılması elektrik akımı şeklindedir. Bilgisayar siteleri arasındaki radyo transmisyonu ise, havada elektromanyetik dalga olarak yayılan elektrik işaretlerinin algılanması ile başarılır.

Tüm maddeler temel parçaların bileşiminden oluşur. Bu parçalar elektriksel yük taşıyabilirler. Bu parçalardan bazıları, sırası ile negatif ve pozitif polarizasyonlu elektronlar ve protonlardır. Bu parçalar belli bir düzende birleşerek atomları oluştururlar. Negatif ve pozitif atomlar birbirlerini çekerek atomun kararlığını sağlarlar. Elektrik akımı haberleşme yolu veya iletkeninin bir ucundan elektrik yükü girişi ile sağlanır. Örneğin, iletkenin gönderici ucuna negatif yük yerleştirirsek, bu yük yoldaki negatif yüklü elektronları diğer uca itecek ve bir akım oluşacaktır. Esasen, elektrik akımı, dolayısıyla bir veri haberleşme işareti, bu elektronların iletken yol üzerindeki hareketleridir.

Haberleşme kanalındaki birçok işaret Şekil 1-1 ve Şekil 1-2(a)'da görüldüğü gibi salınım yapan dalga şekilleri içerir. Bilgisayar verilerinin taşınmasını sağlamak için salınım yapan işaretlerin üç parametresi değiştirilebilir (genlik, frekans, faz). Genlik veya gerilim kablo üzerine düşen elektrik yükü miktarı ile belirlenir. Şekil 1-1'den bu gerilimin ikilik konumlara (1 veya 0) bağlı olarak yüksek veya düşük olduğu durumlar görülmektedir.

Elektriğin bir diğer karakteristiği watt birimi ile ölçülen güçtür. İşaret gücü, işaretin bir kablolu haberleşme devresinde gidebileceği veya yayılabileceği mesafeyi belirler. Baud terimi de veri haberleşmesinde sıkça kullanılır. Bu terim hat üzerindeki işaretin değişme oranını tanımlar. Bunu işaret hızı olarak da açıklayabiliriz. Örnek olarak, Şekil 1-1'deki gönderici cihaz bitleri ikili gruplar halinde toplamakta (00,01,10,11) ve bunlardan her bir grup için farklı genliklerde salınım yapan dalga şekilleri elde etmektedir. Bu örnekte, bit transfer oranı baud'un (ya da işaret değişme oranının) iki katıdır. Günümüzde kullanılan modemler her bir baud için 8-bit oranlarına kadar çıkarak daha büyük bir işaret transfer kapasitesine ulaşırlar.

Şekil 1-1'de görülen işleme modülasyon denir. Bu terim veri katarının haberleşme yolu için değiştirilmesi veya modüle edilmesi anlamındadır. İşaret aynı zamanda frekansından, başka bir deyişle belli bir zaman aralığında yaptığı tam salınım sayısından tanınır. Frekans saniye başına yapılan salınım sayısı ile ölçülür. Elektrik endüstrisinin tanımladığı 1 Hz birimi, saniyede bir salınım demektir.

Şekil 1-2 Salınım Yapan İşaret

Frekansı tanımlamak için kullanılan bir başka terim birim saniyedeki çevrim sayısıdır (cps: cycles per second). Dalganın frekansının, genliği ile ilgisi yoktur. İşaretler genlik ve frekansın değişik kombinasyonlarına sahip olabilirler. Genlik işaret seviyesini ve negatif veya pozitif gerilim değerini belirtirken frekans, işaret salınım oranını (Hz birimi ile) belirtir. İşaretin fazı, işaretin çevrimine ne kadar ileriden başladığını tanımlar. Şekil 1-2(b)'de işaretin fazı; başlangıç (0°), ¼ çevrim (90°), ½ çevrim (180°), ¾ çevrim (270°) ve tam çevrim (360°) noktalarında gösterilmektedir. Dalga, şekilde görüldüğü üzere, sinüs dalgasında veya bir çemberde olduğu gibi dereceler ile de etiketlenebilir. Sinüs dalgası denmesinin sebebi, dalganın trigonometrik sinüs fonksiyonunda olduğu gibi değişim göstermesindendir. Sinüs dalgası, çembersel hareketten üretilmiştir. Elektrik işaretlerinin trigonometri kullanılarak tanımlanması mühendisler için çok değerlidir.

Bir yoldaki veri işaretinin bilgi oranı kısmi olarak işaretin genlik, frekans (veya frekanslar) ve fazına bağlıdır. Şekil 1-1'den görüldüğü gibi bilgi oranı (bit/sn), işaretin hangi sıklıkta durum değiştirdiğine bağlıdır. İşaretin genlik, frekans ve fazındaki değişiklikler hat üzerinde bir durum değişimi oluştururlar. Bu değişim 0'ı 1'e veya 1'i 0'a çevirir. İkilik 1'ler ve 0'lar, hat üzerinde bilgisayarlar arası akan, kullanıcı veri mesajlarındaki karakter ve harfleri temsil etmek üzere kodlanırlar.

Yukarıda bahsedilen işarete analog işaret denir çünkü sürekli yani ayrık olmayan bir karakteristik gösterir. Bu şekildeki bir iletim, bilgisayarlarda kullanılan ayrık ikilik sayıların iletimi için tasarlanmamıştır. Geniş bir kullanım alanına sahip olmasının nedeni, ilk zamanlarda veri haberleşme ağları geliştirilirken analog kolaylıklar sağlayan telefon sisteminin halihazırda mevcut olmasıdır.

Telefon hattı, analog bir doğası olan sesi taşımak için tasarlanmıştır. İnsan sesi analog dalga şeklinde çıkar. İşaretler hava basıncının değişmesi ile salınım yapan örneklerdir. Bu mekanik titreşimler telefon mikrofonu tarafından hissedilir ve elektriksel gerilim örneklerine çevrilir.

Analog ses işareti ve dönüştürüldüğü elektriksel işaret tek bir frekansta değildir. Daha doğrusu ses ve onun telefon hattındaki elektriksel karşılığı, birçok farklı frekanstaki dalga şekillerini içerir. Bu frekansların belirli bileşimleri sesi ve sesin perdesini tayin eder. Doğadaki bir çok olay farklı frekansların bileşimi ile meydana gelir. Örneğin; gökkuşağındaki renkler farklı ışık dalgası frekanslarından; müzik sesleri yüksek veya alçak perdelerin oluşturduğu farklı akustik frekanslardan oluşur. Bu olaylar frekans bandları veya aralıkları içerirler. İnsan kulağı 40 Hz ile 18000 Hz arası sesleri algılayabilir. Telefon sistemi bu frekans bandının tümünü iletmez. Tam aralık, ses işaretini alıcıda oluşturmak için gerekli değildir. Ekonomik nedenlerden dolayı telefon hatlarında 300 Hz ile 3300 Hz bandı iletilir (tam aralık biraz daha fazladır). Bu nedenle telefonla yaptığımız konuşmalarda sesimiz doğal halinden farklıdır.

 DERS VE ÇALIŞMA KİTABI CEVAPLARINA BURADAN ULAŞABİLİRSİNİZ