แบบฝึกหัดที่ 4 การสื่อสารข้อมูล และระบบคอมพิวเตอร์

แบบฝึกหัดที่  4

1.  องค์ประกอบของการสือสารข้อมูลด้วยคอมพิวเตอร์และหน้าที่ของแต่ละองค์ประกอบ

ตอบ

      การสื่อสารข้อมูลมีองค์ประกอบ 5 อย่าง (ดังรูป) ได้แก่

      1. ผู้ส่ง (Sender) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการส่งข่าวสาร (Message) เป็นต้นทางของการสื่อสารข้อมูล
         มีหน้าที่ เตรียมสร้างข้อมูล เช่น ผู้พูด โทรทัศน์ กล้องวิดีโอ เป็นต้น
  
    2. ผู้รับ (Receiver) เป็นปลายทางการสื่อสาร
        มีหน้าที่ รับข้อมูลที่ส่งมาให้ เช่น ผู้ฟัง เครื่องรับโทรทัศน์ เครื่องพิมพ์ เป็นต้น
 
     3. สื่อกลาง (Medium) หรือตัวกลาง เป็นเส้นทางการสื่อสารเพื่อนำข้อมูลจากต้นทางไปยังปลายทาง สื่อส่งข้อมูลอาจเป็นสายคู่บิดเกลียว สายโคแอกเชียล สายใยแก้วนำแสง หรือคลื่นที่ส่งผ่านทางอากาศ เช่น เลเซอร์ คลื่นไมโครเวฟ คลื่นวิทยุภาคพื้นดิน หรือคลื่นวิทยุผ่านดาวเทียม
   
   4. ข้อมูลข่าวสาร (Message) คือสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ที่ส่งผ่านไปในระบบสื่อสาร ซึ่งอาจถูกเรียกว่า สารสนเทศ (Information) โดยแบ่งเป็น 5รูปแบบ ดังนี้
         4.1 ข้อความ (Text) ใช้แทนตัวอักขระต่าง ๆ ซึ่งจะแทนด้วยรหัสต่าง ๆ เช่น รหัสแอสกี เป็นต้น 
         4.2 ตัวเลข (Number) ใช้แทนตัวเลขต่าง ๆ ซึ่งตัวเลขไม่ได้ถูกแทนด้วยรหัสแอสกีแต่จะถูกแปลงเป็นเลขฐานสองโดยตรง
         4.3 รูปภาพ (Images) ข้อมูลของรูปภาพจะแทนด้วยจุดสีเรียงกันไปตามขนาดของรูปภาพ
         4.4 เสียง (Audio) ข้อมูลเสียงจะแตกต่างจากข้อความ ตัวเลข และรูปภาพเพราะข้อมูลเสียงจะเป็นสัญญาณต่อเนื่องกันไป
         4.5 วิดีโอ (Video) ใช้แสดงภาพเคลื่อนไหว ซึ่งเกิดจากการรวมกันของรูปภาพหลาย ๆ รูป
     
 5. โปรโตคอล (Protocol) คือ วิธีการหรือกฎระเบียบที่ใช้ในการสื่อสารข้อมูลเพื่อให้ผู้รับและผู้ส่ง สามารถเข้าใจกันหรือคุยกันรู้เรื่อง โดยทั้งสองฝั่งทั้งผู้รับและผู้ส่งได้ตกลงกันไว้ก่อนล่วงหน้าแล้ว ในคอมพิวเตอร์โปรโตคอลอยู่ในส่วนของซอฟต์แวร์ที่มีหน้าที่ทำให้การดำเนินงาน ในการสื่อสารข้อมูลเป็นไปตามโปรแกรมที่กำหนดไว้ ตัวอย่างเช่น X.25, SDLC, HDLC, และ TCP/IP เป็นต้น



2. ความแตกต่างของสัญญาณอนาล็อก กับสัญญาณดิจิตอล
  
ตอบ

สัญญาณอนาลอก (Analog Signal) หมายถึงสัญญาณข้อมูลแบบต่อเนื่อง (Continuouse Data) มีขนาดของสัญญาณไม่คงที่ การเปลี่ยนแปลงขนาดของสัญญาณแบบค่อยเป็นค่อยไป มีลักษณะเป็นเส้นโค้งต่อเนื่องกันไป โดยการส่งสัญญาณแบบอนาล็อกจะถูกรบกวนให้มีการแปลความหมายผิดพลาดได้ง่าย เช่น สัญญาณเสียงในสายโทรศัพท์ เป็นต้น

สัญญาณดิจิตอล(Digital Signal) หมายถึง สัญญาณที่เกี่ยวข้องกับข้อมูลแบบไม่ต่อเนื่อง(Discrete Data) ที่มีขนาดแน่นอนซึ่งขนาดดังกล่าวอาจกระโดดไปมาระหว่างค่าสองค่า คือ สัญญาณระดับสูงสุดและสัญญาณระดับต่ำสุด ซึ่งสัญญาณดิจิตอลนี้เป็นสัญญาณที่คอมพิวเตอร์ใช้ในการทำงานและติดต่อสื่อ สารกัน

อนาล็อก กับ ดิจิตอล ต่างกันอย่างไร? อนาล็อก กับ ดิจิตอล มีความแตกต่างกันทางความต่อเนื่องของสัญญาณ และความแม่นยำของสัญญาณ

3. ทิศทางของสารข้อมูลมีกี่แบบ  อะไรบ้าง

ตอบ

 ทิศทางของการสื่อสารข้อมูล หมายถึง ทิศทางจากอุปกรณ์ส่งข้อมูลไปยังอุปกรณ์รับข้อมูลโดยผ่านสื่อนำข้อมูล

 

           สามารถแบ่งทิศทางการสื่อสารของข้อมูลได้เป็น 3 แบบ คือ

1. แบบทิศทางเดียว (Simplex)หรือเรียกว่า “การสื่อสารแบบทางเดียว”(One-way Communication)เป็น ทิศทางการสื่อสารข้อมูลแบบที่ข้อมูลจะถูกส่งจากทิศทางหนึ่งไปยังอีกทิศทาง โดยไม่สามารถส่งข้อมูลย้อนกลับมาได้เช่น การกระจายเสียงจากสถานีวิทยุ การเผยแพร่ภาพและรายการต่างๆของสถานีโทรทัศน์ เป็นต้น

 

2. แบบกึ่งสองทิศทาง ( Half Duplex)หรือเรียกว่า “การสื่อสารแบบทางใดทางหนึ่ง (Either-way Communication)” เป็นทิศทางการสื่อสารข้อมูลแบบที่ข้อมูลสามารถส่งกลับกันได้ 2 ทิศทาง แต่จะไม่สามารถส่งพร้อมกันได้ โดยต้องผลัดกันส่งครั้งละทิศทางเท่านั้น เช่น วิทยุสื่อสารแบบผลัดกันพูด

 

3. แบบสองทิศทาง (Full Duplex)หรือเรียกว่า “การสื่อสารแบบสองทาง (Both-way Communication)” เป็นทิศทางการสื่อสารข้อมูลแบบที่ข้อมูลสามารถส่งพร้อม ๆ กันได้ทั้ง 2 ทิศ ทาง ในเวลาเดียวกัน เช่น ระบบโทรศัพท์ โดยที่คู่สนทนาสามารถพูดคุยโต้ตอบกันได้ในเวลาเดียวกัน ไม่ต้องกดสวิตซ์ เพื่อเปลี่ยนสถานะก่อนที่จะสื่อสาร

  ที่มา :  http://computernetwork.site40.net/chapter1-2.html

http://202.28.94.55/web/322161/2551/001/g39/link/10.htm

4.คุณสมบัติของสายสัญญาณ มีกี่ชนิด อะไรบ้าง พร้อมจัดลำลับสาย

สัญญาณที่มีคุณภาพจากสูงไปต่ำ

ตอบ

Minimum Frequency (สูงสุด)	100 MHz	100 MHz	250 MHz
Attenuation (สูงสุด)	24 dB	24 dB	36 dB
NEXT (ต่ำสุด)	27.1 dB	30.1 dB	33.1 dB
PS-NEXT(ต่ำสุด)	N/A	27.1 dB	33.2 dB
ELFEXT(ต่ำสุด)	17 dB	17.4 dB	17.3 dB
PS-ELFEXT(ต่ำสุด)	14.4 dB	14.4 dB	12.3 dB
ACR(ต่ำสุด)	3.1 dB	6.1 dB	-2.9 dB
PS-ACR(ต่ำสุด)	N/B	3.1 dB	-5.8 dB
Return Loss(ต่ำสุด)	8 dB	10 dB	8 dB
Propagation Delay (สูงสุด)	548 nsec	548 nsec	546 nsec
Delay Skew (สูงสุด)	50 nsec	50 nsec	50 nsec

ที่มา : http://piyanas.com/forum/index.php?topic=9363.25;wap2

5.  หน้าที่ของอุปกรณ์เครือข่ายต่อไปนี้  

ตอบ

   1.- อุปกรณ์ทวนสัญญาณ (Repeater)

            อุปกรณ์ทวนสัญญาณ ทำงานใน Layer ที่ 1 OSI Model เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่รับสัญญาณดิจิตอลเข้ามาแล้วสร้างใหม่ (Regenerate) ให้เป็นเหมือนสัญญาณ (ข้อมูล) เดิมที่ส่งมาจากต้นทาง จากนั้นค่อยส่งต่อออกไปยังอุปกรณ์ตัวอื่น เหตุที่ต้องใช้ Repeater เนื่อง จากว่าการส่งสัญญาณไปในตัวกลางที่เป็นสายสัญญาณนั้น เมื่อระยะทางมากขึ้นแรงดันของสัญญาณจะลดลงเรื่อย ๆ จึงไม่สามารถส่งสัญญาณในระยะทางไกล ๆ ได้ ดังนั้นการใช้ Repeater จะทำให้สามารถส่งสัญญาณไปได้ไกลขึ้น โดยที่สัญญาณไม่สูญหาย

    

รูปที่ 4.38 แสดงการเชื่อมต่อ Repeater เข้ากับเครือข่าย

             จากรูปที่ 4.38 จะเห็นว่า เครื่องคอมพิวเตอร์ใน Segment 1 (Segment หมายถึง ส่วนย่อย ๆ ของเครือข่าย LAN) เชื่อมต่อยู่กับคอมพิวเตอร์ใน Segment 2 แต่ทั้งสองเครื่องนี้มีระยะห่างกันมาก จึงต้องใช้ Repeater แต่จะกระจายสัญญาณที่ทวนนั้นออกไปยังคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องที่เชื่อมต่ออยู่กับฮับด้วย

             

                     รูปที่ 4.39 แสดงการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เข้ากับเครือข่ายโดยใช้ Hub

              จากรูปที่ 4.39 เป็นการใช้ Hub ในการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เข้ากับเครือข่าย ซึ่งที่ Hub จะมี “พอร์ต (Port)” ใช้สำหรับเป็นช่องทางในการเชื่อมต่อระหว่างHub กับเครื่องคอมพิวเตอร์ หรืออุปกรณ์เครือข่ายตัวอื่น ๆ จากรูปนี้ หากเครื่องคอมพิวเตอร์ใน Segment 1 ต้องการส่งข้อมูลหากันภายใน Segment จะต้องส่งผ่านHub แล้ว Hub จะทวนสัญญาณและส่งต่อข้อมูลนั้นออกไปที่เครื่องคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องที่เชื่อมต่ออยู่กับ Hub ทำให้ข้อมูลนั้นถูกส่งไปใน Segment 2 ด้วย แต่ไม่มีเครื่องคอมพิวเตอร์ปลายทางอยู่ใน Segment 2 นี้อยู่แล้ว จึงเป็นการทำให้ความหนาแน่นของข้อมูลในเครือข่ายสูงเกินความจำเป็น ซึ่งเป็นข้อเสียของ Hub  

2. บริดจ์ (Bridge)

            บริดจ์ ทำงานใน Layer ที่ 2 ของ OSI Mode เป็นอุปกรณ์ที่ใช้สำหรับเชื่อมต่อ Segment ของเครือข่าย 2 Segment หรือมากกว่าเข้าด้วยกัน โดย Segmentเหล่านั้นจะต้องเป็นเครือข่ายที่ใช้ Data Link Protocol ตัวเดียวกัน และ Network Protocol ตัวเดียวกัน เช่น ต่อ Token Ring LAN (LAN ที่ใช้ Topology แบบริง และใช้โปรโตคอล Token Ring) 2 Segment เข้าด้วยกัน หรือต่อ Ethernet LAN (LAN ที่ใช้ Topology แบบบัส และใช้โปรโตคอล Ethernet) 2 Segment เข้าด้วยกัน เป็นต้น Bridge มีความสามารถมากกว่า Hub และ Repeater กล่าวคือ สามารถกรองข้อมูลที่จะส่งต่อได้ โดยการตรวจสอบว่า ข้อมูลที่ส่งนั้นมีปลายทางอยู่ที่ใด หากเครื่องปลายทางอยู่ภายใน Segment เดียวกันกับเครื่องส่ง ก็จะส่งข้อมูลนั้นไปใน Segment เดียวกันเท่านั้น ไม่ส่งไป Segment อื่น แต่หากว่าข้อมูลมีปลายทางอยู่ที่Segment อื่น ก็จะส่งข้อมูลไปใน Segment ที่มีเครื่องปลายทางอยู่เท่านั้น ทำให้สามารถจัดการกับความหนาแน่นของข้อมูลได้มีประสิทธิภาพมากขึ้น ดังรูปที่ 4.40

                                  

                          

3. สวิตซ์

สวิตซ์ มีอยู่ด้วยกัน 2 ชนิด คือ Layer-2 Switch และ Layer-3 Switch ดังรายละเอียดต่อไปนี้

Layer-2 Switch หรือ L2 Switch ก็คือ Bridge แต่เป็น Bridge ที่มี Interface ในการเชื่อมต่อกับ Segment มากขึ้น ทำให้สามารถแบ่งเครือข่าย LAN ออกเป็น Segment ย่อย ๆ เพื่อประโยชน์ในการบริหารจัดการเครือข่ายได้ดียิ่งขึ้น และประสิทธิภาพในการทำงานของ L2 Switch ก็สูงกว่า Bridge ทำให้ในปัจจุบันนิยมใช้งาน L2 Switch แทน Bridge

                Layer-3 Switch หรือ L3 Switch ก็คือ Router ที่ได้รับการปรับปรุงให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้น แต่มีราคาถูกลง โดย L3 Switch นี้จะสามารถจัดการกับเครือข่ายที่มี Segment มาก ๆ ได้ดีกว่า Router

4. เกตเวย์ (Gateway)

                เกตเวย์ เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่เชื่อมต่อเครือข่ายต่าง ๆ เข้าด้วยกัน ไม่ว่าเครือข่ายนั้นจะใช้โปรโตคอลตัวใดก็ตามเนื่องจากว่า Gateway สามารถ แปลงรูปแบบแพ็คเก็ตของโปรโตคอลหนึ่งไปเป็นรูปแบบของอีกโปรโตคอลหนึ่ง เพื่อให้เหมาะสมกับการใช้งานในเครือข่ายได้ เช่น แปลงรูปแบบแพ็คเก็ตของ TCP/IP ไปเป็น Apple Talk เป็นต้น ทำให้สามารถเชื่อมต่อกับเครือข่ายอื่น ๆ ได้อย่างไม่มีข้อจำกัดแต่ในปัจจุบันนี้ได้รวมการทำงานของ Gateway ไว้ใน Router แล้ว ทำให้Router สามารถทำงานเป็น Gateway ได้จึงไม่จำเป็นต้องซื้ออุปกรณ์ตัวนี้อีกแล้ว

6. เปรียบเทียบข้อดี  ข้อจำกัดของโทโพโลยีในการเชื่อมต่อเครือข่ายแบบบัสและแบบวงแหวน

ตอบ

       1.โทโปโลยีแบบบัส (Bus Topology) โท โปโลยีแบบบัส บางทีก็เรียกว่า Linear bus เพราะมีการเชื่อมต่อแบบเส้นตรงซึ่งเป็นลักษณะการเชื่อมต่อที่ง่ายที่สุด และเป็นโทโปโลยีที่นิยมกันมากที่สุดในสมัยแรกๆ 

ลักษณะการส่งข้อมูลการ ส่งข้อมูลบนเครือข่ายที่มีโทโปโลยีแบบบัสนั้นข้อมูลจะถูกส่งไปบนสายสัญญาณใน รูปแบบของสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งสัญญาณนี้จะเดินทางไปถึงคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องที่เชื่อมต่อเข้ากับสื่อ กลางบัส แต่เฉพาะคอมพิวเตอร์เครื่องที่มีอยู่ตรงกับที่อยู่ของผู้รับที่อยู่ในข้อมูล เท่านั้น จึงจะนำข้อมูลนั้นไปทำการโพรเซสส์ต่อไป ส่วนเครื่องอื่นๆ ก็จะไม่สนใจข้อมูลนั้น เนื่องจากสายสัญญาณเป็นสื่อกลางที่ใช้ร่วมกัน ดังนั้นคอมพิวเตอร์แค่เครื่องเดียวเท่านั้นที่จะส่งข้อมูลได้ในเวลาใดเวลา หนึ่ง 

ข้อดี1.ประหยัดค่าใช้จ่ายในการติดตั้ง
2.มีโครงสร้างง่ายและระบบก็มีความน่าเชื่อถือเพราะใช้สายส่งข้อมูลเพียงเส้นเดียว
3.ง่ายในการเพิ่มจุดบริการใหม่เข้าสู่ระบบ 

ข้อเสีย1.การตรวจหาข้อผิดพลาดของระบบทำได้ยาก
2.ในกรณีที่สายส่งข้อมูลเกิดเสียหายจะทำให้ระบบ ทั้งระบบไม่สามารถทำงานได้ 

     2.โทโปโลยีแบบวงแหวน (Ring Topology) 
โท โปโลยีแบบวงแหวนนี้จะใช้สายสัญญาณเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เป็นห่วงหรือวงแหวน การเชื่อมต่อแบบนี้สัญญาณจะเดินทางเป็นวงกลมในทิศทางเดียว และจะวิ่งผ่านคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่อง ซึ่งจะทำหน้าที่ทวนสัญญาณไปในตัวแล้วส่งผ่านไปเครื่องถัดไป ซึ่งถ้าคอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่งเครื่องใดหยุดทำงานก็จะทำให้ระบบเครือข่าย ล่มเช่นกัน
การส่งต่อโทเคน (Token Passing)
วิธีที่จะส่งข้อมูลในโท โปโลยีแบบวงแหวนเรียกว่าการส่งต่อโทเคน โทเคนเป็นข้อมูลพิเศษที่ส่งผ่านในเครือข่ายแบบวงแหวน แต่ละเครือข่ายจะมีเพียงโทเคนเดียวเท่านั้น โทเคนนี้จะส่งต่อกันไปเรื่อยๆ สำหรับเครื่องที่ต้องการส่งข้อมูลเมื่อได้รับโทเคนแล้วก็จะมีสิทธิ์ที่จะส่ง ข้อมูล การส่งข้อมูลก็ทำได้โดยใส่ที่อยู่ของเครื่องรับไว้ในข้อมูลแล้วส่งต่อๆ กันไป เมื่อข้อมูลมาถึงเครื่องปลายทาง หรือเครื่องที่มีที่อยู่ตรงกับที่ระบุในเฟรมข้อมูล เครื่องนั้นก็จะนำข้อมูลไปโพรเซสส์ และส่งเฟรมข้อมูลตอบรับกลับไปยังเครื่องส่งเพื่อบอกให้ทราบว่าได้รับข้อมูล เรียบร้อยแล้ว เมื่อเครื่องส่งได้รับการตอบรับแล้ว ก็จะส่งผ่านโทเคนต่อไปยังเครื่องถัดไป เพื่อเครื่องอื่นจะได้มีโอกาสส่งข้อมูลบ้าง 

ข้อดี-ใช้สายส่งข้อมูลน้อยจะใกล้เคียงกับแบบ Bus
-ประหยัดค่าใช้จ่ายในการติดตั้ง
-ง่ายในการเพิ่มจุดบริการใหม่เข้าสู่ระบบข้อเสีย-ถ้าจุดใดจุดหนึ่งเสียหายจะทำให้ระบบทั้งระบบไม่สามารถติดต่อกันได้
-ยากในการตรวจสอบข้อผิดพลาด 

7.ความแตกต่างระหว่างเครือข่ายในระดับกายภาพ (Physical level ) และระดับตรรก (Logical level)

ตอบ

• ความเป็นอิสระของข้อมูลทางตรรกะ (Logical data independence) หมาย ถึง การเปลี่ยนแปลงในระดับแนวคิดจะไม่ส่งผลกระทบต่อระดับภายนอก  เช่น  การเพิ่มเอนติตี้ , แอททริบิวท์ และความสัมพันธ์ ซึ่งเป็นการเปลี่ยนแปลงในระดับแนวคิด จะไม่กระทบกับมุมมองภายนอก หรือไม่ต้องเขียนโปรแกรมใหม่ความเป็นอิสระของข้อมูลในระดับกายภาพ (Physical data independence) หมาย ถึง การเปลี่ยนแปลงในระดับภายในไม่ส่งผลกระทบต่อระดับแนวคิด  การเปลี่ยนแปลงในระดับภายในได้แก่ การใช้โครงสร้างแฟ้มข้อมูลใหม่ หรือโครงสร้างการจัดเก็บใหม่ , ใช้หน่วยเก็บข้อมูลแบบอื่น , การแก้ไขดัชนีหรืออัลกอริธึมแบบแฮช

ที่มา : http://www.oknation.net/blog/print.php

8.ความแตกต่างของลักษณะการให้บริการเครือข่าย Peer-to-

Peer และแบบ Client server

ตอบ

Peer-to-peer (P2P) เป็นเทคโนโลยีการสื่อสารข้อมูลบนเครือข่ายคอมพิวเตอร์แบบclient-client โดยที่ client แต่ละเครื่องมีข้อมูลเก็บอยู่ และสามารถจำลองตนเองเป็น serverเพื่อเปิดให้ client เครื่องอื่นๆ สามารถเข้ามาโหลดข้อมูลจากเครื่องของตนเองได้โดยอาศัยพลังงานและ bandwidth ที่เครื่องตนเองมี ซึ่งจะแตกต่างกับการสื่อสารแบบ client-server ที่มี server เก็บข้อมูลไว้เพียงเครื่องเดียว และเปิดให้ client เครื่องอื่นเข้ามาโหลดข้อมูล

ระบบเครือข่ายแบบนี้จะมีคอมพิวเตอร์หลักอยู่หนึ่งเครื่อง เรียกว่า เซิร์ฟเวอร์ (server) หรือ เครื่องแม่ข่าย ทำหน้าที่เก็บข้อมูล โปรแกรม และแชร์ไฟล์หรือโปรแกรมนั้นให้กับเครื่องลูกข่าย อีกทั้งยังทำหน้าที่ประมวลผล และส่งผลลัพธ์ที่ได้ไปให้เครื่องลูกข่าย ซึ่งเป็นเสมือนเครื่องให้บริการเครื่องคอมพิวเตอร์อื่นในเครือข่ายที่ร้องขอ เข้ามา รวมทั้งเป็นยังผู้จัดการดูแลการจราจรในระบบเครือข่ายทั้งหมด

โดยสรุป คือ ความแตกต่างอยู่ที่ตัวรับส่งข้อมูล

ที่มา : http://guru.google.co.th/guru/thread