Bài giảng Tổng quan về truyền thông thông tin

Updated 03/2008 Copyright © 2008, Korea-Vietnam Friendship IT College * TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN THÔNG THÔNG TIN Overview of Information and Communication Chương I Copyright © 2008, Korea-Vietnam Friendship IT College * Updated 03/2008 Nội dung Nhu cầu về truyền thông thông tin Mô hình truyền thông Truyền thông thông tin Các giao thức và tiêu chuẩn Copyright © 2008, Korea-Vietnam Friendship IT College * Updated 03/2008 Nhu cầu về truyền thông thông tin (1/3)‏ Thông tin (Information): Là một khái niệm trừu tượng tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau (Tín hiệu điện, ánh sáng...) đem lại một nhận thức chủ quan cho đối tượng nhận tin. Dữ liệu (Data): Là tập hợp của thông tin được tổ chức và thể hiện theo một hình thức nào đó tùy thuộc vào thỏa thuận giữa các bên tham gia vào việc tạo và sử dụng dữ liệu. Truyền thông dữ liệu (thông tin): là việc trao đổi dữ liệu giữa hai thiết bị thông qua một số môi trường truyền thông như sợi cáp, không khí … Trong truyền thông, “thông tin“ và “dữ liệu“ là hai khái niệm đồng nghĩa; Copyright © 2008, Korea-Vietnam Friendship IT College * Updated 03/2008 Nhu cầu về truyền thông thông tin (2/3)‏ Các loại hình dữ liệu Dữ liệu tương tự được xác định dựa trên các giá trị liên tục trong miền thời gian hoặc không gian xác định. Ví dụ: giọng nói, khi một người phát âm sẽ tạo ra trong không gian một sóng âm liên tục (tương tự); các dữ liệu được tập hợp từ các bộ cảm biến nhiệt độ, áp suất là các giá trị liên tục trong miền thời gian. Dữ liệu số được xác định dựa trên những giá trị rời rạc như văn bản, các số nguyên, dữ liệu được lưu trong bộ nhớ máy tính có giá trị rời rạc dạng các bit 0 và 1. Copyright © 2008, Korea-Vietnam Friendship IT College * Updated 03/2008 Nhu cầu về truyền thông thông tin (3/3)‏ Truyền thông thông tin được ứng dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực đời sống văn hóa, kinh tế và xã hội; Là một ngành kinh tế kỹ thuật mang lại lợi nhuận cao được nhiều quốc gia xác định là ngành kinh tế mũi nhọn. Hệ thống truyền thông thông tin không ngừng phát triển: nhiều dịch vụ, nhiều người dùng, có tính chất thời gian thực ngày càng cao, băng thông rộng,… Copyright © 2008, Korea-Vietnam Friendship IT College * Updated 03/2008 Mô hình truyền thông thông tin Sơ đồ khối Copyright © 2008, Korea-Vietnam Friendship IT College * Updated 03/2008 Mô hình truyền thông thông tin Mục đích cơ bản của hệ thống truyền thông là trao đổi dữ liệu giữa các thành phần trong hệ thống, bao gồm: Nguồn: tạo ra dữ liệu để phát đi. Bộ phát: biến đổi và mã hóa thông tin sang dạng các tín hiệu điện từ và phát đi trên hệ thống truyền dẫn. Hệ thống truyền dẫn: một đường truyền đơn hoặc một mạng phức tạp kết nối giữa nguồn và đích. Bộ thu: Tiếp nhận tín hiệu từ hệ thống truyền dẫn và biến đổi nó sang dạng tín hiệu mà thiết bị đích có thể xử lý được. Đích: tiếp nhận dữ liệu từ đầu ra của bộ thu. Copyright © 2008, Korea-Vietnam Friendship IT College * Updated 03/2008 Mô hình truyền thông thông tin Ví dụ Mô hình truyền thông thông tin văn bản Copyright © 2008, Korea-Vietnam Friendship IT College * Updated 03/2008 Truyền thông thông tin Các dạng dữ liệu Hướng của luồng dữ liệu Các kiểu kết nối Copyright © 2008, Korea-Vietnam Friendship IT College * Updated 03/2008 Các dạng dữ liệu Thông tin hàng ngày đến với chúng ta theo các dạng khác nhau như văn bản, chữ số, âm thanh, hình ảnh và video. Ta có các dạng thông tin sau: Văn bản (Text)‏ Chữ số (Numbers)‏ Hình ảnh (Images)‏ Âm thanh (Audio)‏ Video Copyright © 2008, Korea-Vietnam Friendship IT College * Updated 03/2008 Các dạng dữ liệu Văn bản (Text): Dữ liệu dạng văn bản được đại diện như một mẫu gồm các bit hay một dãy các bit 0 và 1. Số lượng bit cho một mẫu phụ thuộc vào số lượng ký hiệu trong một ngôn ngữ. Các tập hợp mẫu các bit được thiết kế để đại diện cho các ký hiệu của văn bản. Mỗi một tập hợp được gọi là một mã và quá trình xử lý các ký hiệu đại diện được gọi là mã hóa. Copyright © 2008, Korea-Vietnam Friendship IT College * Updated 03/2008 Các dạng dữ liệu Văn bản (tt): Một số mã chuẩn để mã hóa các ký hiệu của văn bản: Mã ASCII: Được tổ chức ANSI (The American National Standard Institude) xây dựng; Sử dụng 7 bit để mã hóa các ký hiệu  128 (27) ký hiệu được mã hóa. Mã ASCII mở rộng: Sử dụng 8 bit để mã hóa các ký hiệu, số lượng ký hiệu của văn bản được mã hóa sẽ tăng lên; mã ASCII với bit đầu tiên có giá trị 0. Tức là ký hiệu đầu tiên có dạng 00000000 và ký hiệu cuối cùng sẽ là 01111111. Copyright © 2008, Korea-Vietnam Friendship IT College * Updated 03/2008 Các dạng dữ liệu Văn bản (tt)‏ Mã Unicode: sử dụng 16 bit để mã hóa các ký hiệu  ký hiệu được mã hóa 65.536 (216). Các phần khác nhau của bộ mã này được phân chia để mã hóa các ký hiệu của các ngôn ngữ khác nhau trên thế giới, một phần còn lại được dùng để mã hóa các ký hiệu đồ họa và các ký hiệu đặc biệt. Mã ISO: Do tổ chức IOS (The International Organization for Standardization) đề xuất; Sử dụng 32 bit để mã hóa các ký hiệu, nâng tổng số ký hiệu được mã hóa lên 4.294.967.296 (232), đủ để mã hóa mọi ký hiệu của các ngôn ngữ trên thế giới. Copyright © 2008, Korea-Vietnam Friendship IT College * Updated 03/2008 Các dạng dữ liệu Chữ số (Numbers)‏ Cũng được mã hóa như dạng văn bản. Tuy nhiên, bộ ASCII không sử dụng các mã cho các chữ số mà một số sẽ được biến đổi sang số nhị phân. Đây là lý do để đơn giản trong việc tính toán số học trên các chữ số. Hình ảnh (Images)‏ một hình ảnh được phân chia thành ma trận các điểm ảnh (các phần tử ảnh), mỗi một điểm ảnh là một điểm nhỏ (pixel). Kích thước của điểm ảnh phụ thuộc vào độ phân giải. Copyright © 2008, Korea-Vietnam Friendship IT College * Updated 03/2008 Các dạng dữ liệu Hình ảnh (tt)‏ Mỗi điểm ảnh được mã hóa bởi một nhóm các bit, số lượng bit dùng để mã hóa điểm ảnh phụ thuộc hình ảnh. Đối với ảnh trắng đen: Nếu một ảnh được tạo bởi các điểm ảnh trắng và đen thì ta chỉ cần dùng 1 bit để mã hóa điểm ảnh là đủ (bit 1: điểm trắng, bit 0: điểm đen). Trong trường hợp ta dùng 2 bit để mã hóa một điểm ảnh, thì cặp giá trị 00 đại diện cho điểm đen, 11 đại diện điểm trắng, 01 đại diện cho điểm xám đậm và 10 đại diện cho điểm xám sáng. Copyright © 2008, Korea-Vietnam Friendship IT College * Updated 03/2008 Các dạng dữ liệu Hình ảnh (tt)‏ Đối với ảnh màu: mỗi một điểm ảnh màu được phân tích dựa trên 03 màu cơ bản là đỏ (Red), xanh lá cây (Green) và xanh lam (Blue) gọi tắt là RGB. Khi cường độ của mỗi màu được thống kê, người ta thường dùng một nhóm bit để mã hóa (thường sử dụng 8 bit) để mã hóa cho mỗi màu, tức là 256 mức cường độ. Copyright © 2008, Korea-Vietnam Friendship IT College * Updated 03/2008 Các dạng dữ liệu Âm thanh (Audio)‏ Có tính chất tự nhiên và liên tục, không rời rạc. Ví dụ, khi ta sử dụng microphone để chuyển đổi giọng nói hoặc âm nhạc sang tín hiệu điện từ, chúng ta đã tạo ra một dạng tín hiệu liên tục. Copyright © 2008, Korea-Vietnam Friendship IT College * Updated 03/2008 Các dạng dữ liệu Video Video có thể được tạo ra hoặc từ các thành phần liên tục (như camera TV) hoặc là sự kết hợp của các hình ảnh - mỗi thành phần rời rạc được sắp xếp để thể hiện cho một ý tưởng chuyển động. Copyright © 2008, Korea-Vietnam Friendship IT College * Updated 03/2008 Hướng của luồng dữ liệu Việc truyền thông thông tin giữa hai thiết bị có thể được thực hiện theo các hướng luồng dữ liệu khác nhau và ta có các phương thức truyền như sau: Truyền đơn công Truyền bán song công Truyền song công Copyright © 2008, Korea-Vietnam Friendship IT College * Updated 03/2008 Hướng của luồng dữ liệu Truyền đơn công truyền thông chỉ xảy ra một hướng, hai thiết bị kết nối với nhau, trong đó một thiết bị chỉ phát thông tin và thiết bị còn lại chỉ thu nhận thông tin. Chẳng hạn, bàn phím, màn hình máy tính truyền thống là các thiết bị hoạt động truyền đơn công. Copyright © 2008, Korea-Vietnam Friendship IT College * Updated 03/2008 Hướng của luồng dữ liệu Truyền bán song công Mỗi thiết bị có cả hoạt động phát thông tin và thu nhận thông tin nhưng các hoạt động đó không xảy ra cùng một thời điểm. Khi một thiết bị phát thông tin thì thiết bị còn lại thu nhận thông tin, và ngược lại. Copyright © 2008, Korea-Vietnam Friendship IT College * Updated 03/2008 Hướng của luồng dữ liệu Truyền song công Trong truyền song công, cả hai thiết bị có thể truyền phát và thu nhận thông tin đồng thời. Copyright © 2008, Korea-Vietnam Friendship IT College * Updated 03/2008 Các kiểu kết nối Trong truyền thông, các thiết bị kết nối với nhau thông qua các đường truyền. Đường truyền đảm bảo sao cho có thể truyền thông tin từ thiết bị này đến một thiết bị khác. Khi thực hiện truyền thông, hai thiết bị phải thực hiện một kết nối theo một cách nào đó với chung một đường truyền và tại cùng một thời điểm (còn được gọi là Link). Có thể phân loại các kết nối đó theo hai dạng: Kết nối điểm-điểm (point-to-point) Kết nối đa điểm. Copyright © 2008, Korea-Vietnam Friendship IT College * Updated 03/2008 Các kiểu kết nối Kết nối điểm - điểm Cung cấp một đường riêng biệt liên kết giữa hai thiết bị. Toàn bộ khả năng của đường truyền được dùng cho việc truyền dẫn giữa hai thiết bị đó. Copyright © 2008, Korea-Vietnam Friendship IT College * Updated 03/2008 Các kiểu kết nối Kết nối đa điểm Là một kết nối trong đó có nhiều hơn hai thiết bị cùng chia sẻ một đường truyền liên kết đơn. Copyright © 2008, Korea-Vietnam Friendship IT College * Updated 03/2008 Các kiểu kết nối Kết nối đa điểm (tt)‏ Trong môi trường kết nối đa điểm, khả năng của kênh truyền được chia sẻ, hoặc chia sẻ theo không gian hoặc theo thời gian. Nếu nhiều thiết bị sử dụng đồng thời một đường truyền, đó là một kết nối chia sẻ theo không gian. Nếu các thiết bị phải sử dụng theo từng đợt (lần lượt), đó là kết nối chia sẻ theo thời gian. Copyright © 2008, Korea-Vietnam Friendship IT College * Updated 03/2008 Giao thức và tiêu chuẩn Giao thức Tiêu chuẩn Copyright © 2008, Korea-Vietnam Friendship IT College * Updated 03/2008 Giao thức Trong mạng truyền thông, việc truyền thông tin xảy ra giữa các thành phần trong các hệ thống khác nhau. Để có thể truyền thông tin được với nhau, các thành phần đó phải đồng ý với nhau trên một giao thức. Một giao thức là một tập hợp các quy tắc được sử dụng để kiểm soát và quản lý việc truyền thông dữ liệu. Giao thức định nghĩa cái gì được truyền thông, truyền thông như thế nào và khi nào được truyền thông. Các yếu tố chính của một giao thức là: Cú pháp Ngữ nghĩa Định thời Copyright © 2008, Korea-Vietnam Friendship IT College * Updated 03/2008 Giao thức Cú pháp Đề cập đến cấu trúc hoặc định dạng dữ liệu, có nghĩa là thứ tự trong đó chúng được thể hiện. Ví dụ: một giao thức đơn giản có thể xem 8 bit dữ liệu đầu tiên là địa chỉ của bên gửi, 8 bit tiếp theo là địa chỉ của bên nhận, và phần còn lại là của dòng dữ liệu, có thể là nội dung của bản tin. Copyright © 2008, Korea-Vietnam Friendship IT College * Updated 03/2008 Giao thức Ngữ nghĩa Đề cập đến ý nghĩa mỗi phần của các bit. Cách thức của mỗi phần cụ thể đựơc diễn dịch và hành động được thực hiện dựa trên việc diễn dịch đó. Ví dụ, có phải một địa chỉ trong một thông điệp được dùng để xác định con đường cần đến hay đích cuối cùng của thông điệp đó. Copyright © 2008, Korea-Vietnam Friendship IT College * Updated 03/2008 Giao thức Định thời Đề cập đến hai tính chất: Khi nào dữ liệu được phát đi và tốc độ phát đi như thế nào? Ví dụ, nếu bộ phát cung cấp các dòng dữ liệu ở tốc độ 100Mbps, nhưng bộ thu chỉ xử lý dữ liệu ở tốc độ 1Mbps, việc truyền dẫn sẽ quá tải dẫn đến một lượng lớn dữ liệu có thể bị mất mát. Copyright © 2008, Korea-Vietnam Friendship IT College * Updated 03/2008 Tiêu chuẩn Tiêu chuẩn là yếu tố cốt yếu để thiết lập và duy trì một thị trường mở và cạnh tranh cho các nhà sản xuất thiết bị, đảm bảo tương thích quốc gia và quốc tế trong công nghệ và sản xuất sản phẩm truyền thông. Nó cung cấp các nguyên tắc chủ đạo cho các nhà sản xuất, nhà cung cấp, các tổ chức chính phủ và các nhà cung cấp dịch vụ khác đảm bảo các tương thích cần thiết trên thị trường và truyền thông quốc tế. Các tiêu chuẩn trong truyền thông thông tin được phân bổ vào hai danh mục chính: de facto (có nghĩa: theo thỏa thuận) và de jure (có nghĩa: theo luật, quy định). Copyright © 2008, Korea-Vietnam Friendship IT College * Updated 03/2008 Tiêu chuẩn Các tổ chức tiêu chuẩn hiện nay: International Organization for Standardization (ISO): Là tổ chức tiêu chuẩn quốc tế, phi chính phủ (NGO), bao gồm các đại diện từ các tổ chức tiêu chuẩn của các quốc gia. Được thành lập vào năm 1947, tổ chức này đã đưa ra các tiêu chuẩn thương mại và công nghiệp trên phạm vi toàn thế giới. Các tiêu chuẩn của tổ chức này thông thường trở thành luật định thông qua các hiệp định hay các tiêu chuẩn quốc gia, làm cho nó có nhiều sức mạnh hơn phần lớn các tổ chức phi chính phủ khác. Copyright © 2008, Korea-Vietnam Friendship IT College * Updated 03/2008 Tiêu chuẩn Liên minh Viễn thông quốc tế (International Telecommunication Union - ITU)‏ Ngày 17.5.1865, thành lập Liên minh điện báo quốc tế - tổ chức tiền thân của Liên minh Viễn thông quốc tế hiện nay. Các hoạt động chính hiện nay của ITU bao trùm tất cả các vấn đề thuộc lĩnh vực viễn thông. ITU có ba khu vực hoạt động chính: ITU-R: liên quan đến hệ thống và thiết bị phát thanh; ITU-T: quy định kỹ thuật về hệ thống, mạng và dịch vụ viễn thông; ITU-D: Soạn thảo những khuyến nghị, nghị quyết, hướng dẫn, sổ tay, báo cáo Copyright © 2008, Korea-Vietnam Friendship IT College * Updated 03/2008 Tiêu chuẩn Liên minh Viễn thông quốc tế (tt)‏ ITU hiện có 191 quốc gia thành viên, 652 thành viên khu vực, trong đó thành viên của ITU-D là 336, của ITU-R là 300, ITU-T là 354. Việt Nam tham gia vào hoạt động của ITU từ năm 1976. Hiện nay, Bộ Bưu chính Viễn thông (nay là Bộ Thông tin và Truyền thông) đang là đại diện của Việt Nam tại tổ chức này, tập trung chủ yếu vào việc tham gia ở những lĩnh vực nhạy cảm và có ảnh hưởng trực tiếp đến quyền lợi quốc gia như vấn đề tính cước, thanh toán cước quốc tế (do nhóm nghiên cứu số 3 - SG3 - đảm nhiệm) Copyright © 2008, Korea-Vietnam Friendship IT College * Updated 03/2008 Tóm tắt Thông tin (Information): Là một khái niệm trừu tượng tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau đem lại một nhận thức chủ quan cho đối tượng nhận tin. Dữ liệu (Data):Là tập hợp của thông tin được tổ chức và thể hiện theo một hình thức nào đó tùy thuộc vào thỏa thuận giữa các bên tham gia vào việc tạo và sử dụng dữ liệu. Dữ liệu tương tự: được xác định dựa trên các giá trị liên tục trong miền thời gian hoặc không gian xác định; Dữ liệu số: được xác định dựa trên những giá trị rời rạc. Tín hiệu là biểu diễn vật lý của thông tin Copyright © 2008, Korea-Vietnam Friendship IT College * Updated 03/2008 Tóm tắt Hệ thống truyền dẫn: Có thể là một đường truyền đơn hoặc một mạng phức tạp kết nối giữa nguồn và đích; Truyền đơn công: việc truyền thông chỉ xảy ra một hướng. Truyền bán song công: mỗi thiết bị có cả hoạt động phát thông tin và thu nhận thông tin nhưng các hoạt động đó không xảy ra cùng một thời điểm; Truyền song công: cả hai thiết bị đầu cuối có thể truyền phát và thu nhận thông tin đồng thời. Khi thực hiện truyền thông, hai thiết bị phải thực hiện một kết nối trên cùng một đường truyền tại cùng một thời điểm (còn được gọi là Link). Copyright © 2008, Korea-Vietnam Friendship IT College * Updated 03/2008 Tóm tắt Kết nối điểm - điểm: cung cấp một đường riêng biệt liên kết giữa hai thiết bị. Kết nối đa điểm: là một kết nối trong đó có nhiều hơn hai thiết bị cùng chia sẻ một đường truyền liên kết đơn. Một giao thức là một tập hợp các quy tắc được dùng để kiểm soát việc truyền thông dữ liệu. Các tiêu chuẩn là yếu tố cốt yếu để thiết lập và duy trì một thị trường mở và cạnh tranh. Đảm bảo tương thích quốc gia và quốc tế trong công nghệ và sản xuất sản phẩm.