Föreläsning 2 Flashcards
1
Q
Hur lagras information i en dator?
A
Information sparas som ettor och nollor i en dator, så kallade bitar.
2
Q
Hur många bitar är en byte?
A
En byte är 8 bitar.
3
Q
Hur många byte är en kilobyte?
A
En kilobyte är 1024 (210) bytes.
4
Q
Vilken bas används i det binära talsystemet?
A
Basen 2 används.
5
Q
Vilken bas används i det hexadecimala talsystemet?
A
Basen 16 används.
6
Q
Hur skriver man 14 i det hexadecimala talsystemet?
A
14 skrivs som E hexadecimalt.
7
Q
Hur kan man på ett enkelt sätt översätta mellan binärt och hexadecimalt?
A
Man samlar det binära talet i grupper med fyra siffror i varje grupp, sedan omvandlar man varje siffergrupp till ett hexadecimalt tal.
8
Q
Ge tre exempel på analog information!
A
Tal, musik och bilder.
9
Q
Vad är viktigt när man konverterar data från analogt till digitalt?
A
Att informationen sedan går att konvertera tillbaka igen utan större fel.
10
Q
Vilka är de tre stegen i pulskodmodulering?
A
De tre stegen i pulskodmodulering är:
- Signalen samplas med små tidsintervall.
- Samplade värden kvantiseras till ett diskret antal amplitudnivåer.
- Varje nivå kodas till ett specifikt binärt tal.
11
Q
Vad anger bandbredden?
A
Bandbredden anger vilka frekvenser en signal består av.
12
Q
Om en signal innehåller frekvenser från 900 Hz till 1100 Hz, vilken är bandbredden?
A
Signalens bandbredd är 200 Hz.
13
Q
Hur snabbt måste man sampla för att vara säker på att alla frekvenser i signalen kommer med?
A
Man måste sampla med en frekvens som är dubbelt så hög som den högsta frekvensen i signalen.
14
Q
Hur många gånger per sekund måste man sampla om den högsta frekvensen i signalen är 100 Hz?
A
Man måste sampla 200 gånger per sekund.
15
Q
Vad är ett kvantiseringsfel?
A
Kvantiseringsfelet är det fel som uppstår när man rundar av mätvärden i steg två i pulskodmoduleringen.
16
Q
Vad beror kvantiseringsfelet på?
A
Kvantiseringsfelet beror på hur stort kvantiseringssteg som används.
17
Q
Vad är ett kvantiseringssteg?
A
Kvantiseringssteget är hur långt det är mellan två amplitudnivåer, steget mellan.
18
Q
Om en signal lagras med 8 bitar, hur många möjliga amplitudnivåer är tillgängliga?
A
8 bitar ger 256 (28) möjliga nivåer.
19
Q
Varför är det relativt lätt att digitalisera text?
A
En text är uppbyggd av en begränsad mängd värden, så texten är i någon mening redan digitaliserad.
20
Q
Ge två exempel på två kodningsstandarder!
A
Exempel på kodningsstandarder:
- American Standard Code for Information Interchange (ASCII).
- Universal character set Transformation Format - 8 bit (UTF-8).
21
Q
Det finns en utvidgning på ASCII, vad heter den?
A
ISO-Latin 1.
22
Q
Hur representeras ett tecken i UTF-8?
A
I UTF-8 representeras ett tecken av en åttabitars kod.
23
Q
Som svensk, vad är en relevant skillnad mellan ASCII och UTF-8?
A
UTF-8 har stöd för å, ä och ö.
24
Q
Vilka frekvenser kan vårt öra uppfatta?
A
Människors öron kan uppfatta frekvenser mellan 20 Hz och 20 000 Hz.
25
Mänskligt tal kan återskapas om signalen innehåller vilka frekvenser?
Frekvenser mellan 300 Hz och 3 400 Hz.
26
Vilken metod används i det publika telenätet?
Pulskodmodulering (PCM).
27
Beskriv amplitudnivåerna, samplingsfrekvensen och bithastigheten i det publika telenätet!
Signalen samplas med 8 000 Hz och man använder 8 bitar för amplitudnivåer. Detta ger en bithastighet på 64 kilobitar per sekund (8000\*8).
28
Vilken metod används när musik ska lagras på cd-skivor?
Pulskodmodulering (PCM).
29
Beskriv amplitudnivåerna, samplingsfrekvensen och bithastigheten när musik lagras på cd-skivor!
Signalen samplas med 44,1 kHz och man använder 16 bitar för amplitudnivåer. Detta ger en bithastighet på 1,4 megabitar per sekund (44100\*16\*2). Tvåan uppstår då det är två kanaler, stereo.
30
Hur sker samplingen av en svartvit bild?
Bilden ses som en matris av små bildelement, pixlar. Alla dessa pixlar samplas och representeras av ett bildvärde. Dessa bildvärden kvantiseras och representeras sedan av ett antal bitar.
31
Hur sker samplingen om det är en färgbild?
Det samplade bildvärdet består här av tre komponenter, RGB. I övrigt är det som för svartvita bilder.
32
Hur sker samplingen av en video?
En video kan ses om sekvens av bilder, så man kan koda på samma sätt som för bilder.
33
Vad är bildfrekvens när vi pratar om video?
Antalet bilder per sekund som videon innehåller.
34
Vilken bildfrekvens har vanlig analog tv i Sverige?
Bildfrekvensen är 25 bilder per sekund.
35
Vad innebär komprimering?
Komprimering innebär att man skalar bort all redundant information och sedan skapar en ny datafil.
36
Förklara kortfattat icke-förstörande datakomprimering!
Man utgår från ett block med digital information. Detta block ska sedan kodas på ett så effektivt sätt som möjligt för att minska antalet bitar i datafilen.
37
Vad är principen med Huffmankoder?
Idéen är att koda ofta förekommande symboler med få bitar, och sällan förekommande symboler med fler bitar.
38
Vad är principen med Run-length-koder?
Idéen bakom är att en symbol förekommer mycket oftare än andra symboler i vissa applikationer. Därför kommer kommer symbolsekvensen att bestå av grupper av denna symbol, så kallade run, separerade av andra symboler.
39
Varför är Run-length-koder så bra?
Om man tilldelar korta kodord till långa run sparas många bitar.
40
Varför fungerar inte alltid Huffman respektive Run-length-koder alltid så bra?
Båda metoderna förutsätter att man redan innan vet hur sannolik varje symbol är i filen.
41
Vad är principen bakom adaptiva datakomprimeringsmetoder?
Idéen är att dela upp en symbolsekvens i symbolsträngar som förekommer ofta och sedan tilldela varje symbolsträng ett kodord.
42
Vad är principen med prediktiv kodning?
Man utnyttjar att det finns redundans i signalen och att man därigenom kan komprimera bitströmmen. Man försöker utifrån en matematisk modell prediktera nästkommande sampel utifrån de föregående.
43
Vad är principen med Transformkodning?
Idéen med transformkodning är att transformera signalen till en annan signal som sedan är lättare att komprimera. Oftast innebär detta en transform till frekvensplanet.
44
Datakomprimeringsmetoder använder sig ofta av vad?
Diskret cosinustransform.
45
Nämn en vanlig komprimeringsmetod baserad på diskret cosinustransform!
Joint Photograph Expert Group (JPEG).
46
JPEG har en motsvarighet när det gäller videokomprimering, vad heter metoden?
Moving Picture Expert Group (MPEG).
47
Vad krävs för att två datorer ska kunna utbyta information?
Datorerna behöver vara sammankopplade på något sätt, en fysisk länk av något slag krävs.
48
Vad består en länk av?
En länk består av någon form av utbredningsmedium för signalen.
49
Vilka två typer av signaler skickas typiskt över en länk?
Två signaler som typiskt skickas över en länk:
1. Elektriska signaler, elektromagnetiska vågor.
2. Optiska signaler, ljuspulser.
50
Ange två synonymer för transmissionshastighet!
Två synonymer:
1. Överföringshastighet.
2. Bithastighet (bit rate på engelska).
51
Det är viktigt att inte blanda ihop transmissionshastigheten med vad?
Utbredningshastigheten (propagation speed på engelska).
52
Vad är ett mått på en länks digitala överföringsförmåga?
Länkens transmissionshastighet.
53
Vad är ett mått på en länks analoga överföringsförmåga?
Länkens bandbredd.
54
Ge fyra exempel på utbredningsmedia!
Fyra exempel:
1. Tvinnad parkabel.
2. Optisk fiberkabel.
3. Koaxialkabel.
4. Rymden.
55
Vad är en tvinnad parkabel?
En tvinnad parkabel består av två kopparledare som tvinnats runt varandra.
56
Hur överförs signalerna över en tvinnad parkabel?
Signalerna överförs som elektromagnetiska vågor.
57
Varför används koppartråd i tvinnade parkablar?
Koppar har låg resistans, vilket resulterar i liten dämpning.
58
Varför tvinnas ledarna i en tvinnad parkabel?
Den elektromagnetiska strålningen som strålar ut från ledaren sjunker när två ledare tvinnas runt varandra. Kabeln blir även mindre känslig för störningar.
59
Vad är en koaxialkabel?
En koaxialkabel består av en kopparledare som är omgiven av ett metallhölje, med ett isolerande material mellan dessa. Utanför metallhöljet finns ännu ett isolerande lager.
60
Har koaxialkabeln eller den tvinnade parkabeln störst bandbredd?
Koaxialkabeln är mindre störningskänslig än en tvinnad parkabel, vilket ger den högre bandbredd.
61
Vad är en optisk fiber?
En optisk fiber är en mycket tunn tråd av något material som leder ljus.
62
Ge två exempel på två material som ofta används för optisk fiber!
Två exempel:
1. Glas.
2. Plast.
63
Vilka tre skikt består en optisk fiber av, och vad är respektive skikts funktion?
Skikt och dess funktion:
1. Fiberkärna, vars uppgift är att transportera ljussignalen.
2. Fibervägg, vars uppgift är att reflektera ljussignalen in i kärnan igen.
3. Skyddande skikt, vars uppgift är att skydda den optiska fibern.
64
Vad består en fiberkabel av?
En fiberkabel består av flera optiska fibrer.
65
Det finns två varianter av optiska fibrer, vilka är dessa?
Två varianter av optiska fibrer:
1. Multimod.
2. Singelmod.
66
Hur fungerar en optisk fiber med multimod?
Den optiska fibern är här byggd så ljussignalen studsar. Detta medför begränsad kapacitet , men den är billig att tillverka.
67
Hur fungerar en optisk fiber med singelmod?
Den optiska fibern är byggd så ljussignalen endast kan ta en väg. Detta medför i princip obegränsad kapacitet, men den är dyr att tillverka.
68
Ange tre fördelar med fiberkabel jämfört med kopparkabel!
Tre fördelar med fiberkabel:
1. Mindre känslig för elektriska störningar.
2. Lägre dämpning.
3. Större maximal bandbredd.
69
Vad menas med trådlös kommunikation?
Två enheter som kommunicerar genom luften/rymden sägs använda trådlös kommunikation.
70
Nämn en fördel och en nackdel med trådlös kommunikation!
Fördel: Inga kablar behövs.
Nackdel: Det blir mycket störningar när en signal överförs via luften.
71
Vad är digital kommunikation?
Digital kommunikation är då data skickas som bitar över en länk.
72
Vilken heter enheten som ansvarar för bitöverföringen?
Enheten som ansvarar för bitöverföringen kallas för nätadapter.
73
Vad gör en nätadapter?
En nätadapter tar emot data från en applikation och kodar bitarna till signaler. Nätadaptern sköter även den omvända omvandlingen i den andra änden.
74
Vad innebär det att en länk har en viss bandbredd?
En länk kan bara överföra ett visst antal frekvenser, dess bandbredd.
75
Man brukar säga att signaler skickas över en kanal, men vad är en kanal och vilka typer finns det?
* En kanal kan vara fysisk, en länk får då bara användas av ett sändar-mottagar-par.
* En kanal kan vara logisk, vi kan då definiera en kanal som ett frekvensband mellan två frekvenser.
76
Vad är fördelen med logiska kanaler?
Logiska kanaler möjliggör att flera sändar-mottagar-par kan dela på en fysisk länk.
77
Hur representeras ettor och nollor vid digital transmission om elektriska signaler används?
Ettor och nollor representeras som olika spänningsnivåer om elektriska signaler används.
78
Hur representeras ettor och nollor vid digital transmission om optiska signaler används?
Ettor och nollor representeras som olika energinivåer om optiska signaler används.
79
Vad är linjekodning?
Mottagaren läser av nivån på länken vid vissa tidpunkter och därigenom se vilka bitar som skickats.
80
Det finns flera olika typer av linjekodning, nämn tre!
Tre typer av linjekodning:
1. Non-return-to-zero (NRZ).
2. Manchester.
3. Differential Manchester.
81
Hur fungerar kodningstekniken Non-return-to-zero?
I Non-return-to-zero motsvaras en etta av en amplitudnivå och en nolla av en annan amplitudnivå.
82
Vad finns det för problem med kodningstekniken Non-return-to-zero?
Problemet med NRZ uppstår när det kommer många ettor eller nollor efter varandra, vilket resulterar i att signalnivån är lika under en längre tid
83
Hur fungerar kodningstekniken Manchester?
I Manchesterkodning representeras en nolla av en övergång från positiv till negativ spänning, och en nolla av en övergång från negativ till positiv spänning.
84
Vad finns det för problem med kodningstekniken Manchester?
Problemet med Manchesterkodning är att frekvensen med vilken signalen byter nivå är dubbelt så hög som i NRZ. Detta ställer högre krav på sändare och mottagare.
85
Hur fungerar kodningstekniken Differential Manchester?
I Differential Manchesterkodning representeras en nolla av att signalen inverteras också i början av det tidsintervall som motsvarar en bit, medan en etta representeras av att signalen inte ändras i början av intervallet.
86
Hur representeras nollor och ettor vid analog transmission?
Binärdata representeras som förändringar av en sinusvåg, den så kallade bärvågen.
87
Vilka tre storheter karakteriserar en sinusvåg?
Tre storheter:
1. Amplitud.
2. Frekvens.
3. Fas.
88
Vad är amplitudmodulering (ASK)?
I amplitudmodulering ändras amplituden hos en våg så en etta har en annan amplitud än en nolla.
89
Vilken är den primära nackdelen med amplitudmodulering?
Amplitudmodulering (ASK) har som nackdel att den är känslig för störningar. Störningssignaler kan adderas till bärvågen, vilket kan innebära att mottagaren tror att den tagit emot en etta när det egentligen var en nolla som skickades.
90
Vad är frekvensmodulering (FSK)?
Med frekvensmodulering representeras ettor och nollor av två sinusvågor med olika frekvens.
91
Hur påverkas frekvensmodulering av störningar?
Frekvensmodulering (FSK) är inte speciellt känslig för störningar då eventuella amplitudskillnader kan ignoreras.
92
Vad är den primära begränsningen för frekvensmodulering?
Frekvensmodulering begränsas av länkens bandbredd, det vill säga hur höga frekvenser som kan skickas över länken.
93
Vad är fasmodulering (PSK)?
I fasmodulering representeras nollor och ettor av sinusvågor med olika fas.
94
Vad är fördelen med fasmodulering?
Metoden är varken störningskänslig eller bandbreddsbegränsad.
95
Vad är nackdelen med fasmodulering?
Fasmodulering ställer högre krav på mottagaren då den måste kunna identifiera små skillnader i fasen.
96
Vad betyder QAM?
QAM står för Quadrature amplitude modulation. QAM är en moduleringsteknik som utnyttjar två ASK-signaler som dessutom är fasförskjutna i förhållande till varandra för att uppnå högre bithastigheter.
97
Ge ett exempel på ett modernt användningsområde av fasmodulering (QAM)?
QAM används i nästan alla moderna modem.
98
Vad är syftet med analog kommunikation?
Syftet med analog kommunikation är att överföra analog information som en analog signal.
99
Ge två exempel där analog kommunikation används?
Analog kommunikation används i analoga tv-utsändningar och i analoga radio-utsändningar.
100
Vad är grundprincipen bakom analog kommunikation?
Grundprincipen är att den ursprungliga analoga signalen moduleras på en bärvåg.
101
Hur fungerar amplitudmodulering (AM)?
I amplitudmodulering ändras bärvågens amplitud efter amplituden på den analoga signalen, amplituden följer variationen i den ursprungliga signalen.
102
Hur fungerar frekvensmodulering (FM)?
I frekvensmodulering ändras bärvågens frekvens efter amplituden på den analoga signalen, frekvensen följer variationen i den ursprungliga signalen.
103
Hur fungerar fasmodulering (PM)?
I fasmodulering ändras bärvågens fas efter amplituden på den analoga signalen, fasen följer variationen i den ursprungliga signalen.
104
Hur påverkas behovet av bandbredd vid amplitudmodulering (AM)?
En AM-signal kräver dubbelt så stor bandbredd som den ursprungliga analoga signalen har.
105
Hur påverkas behovet av bandbredd vid frekvensmodulering (FM)?
En FM-signal kräver tio gånger så stor bandbredd som den ursprungliga analoga signalen har.
106
Hur påverkas behovet av bandbredd vid fasmodulering (PM)?
En PM-signal kräver tio gånger så stor bandbredd som den ursprungliga analoga signalen har.
107
Vad innebär dämpning när vi pratar om signalkvalitet?
Dämpning innebär att signalenergi minskar, och därigenom amplituden.
108
Vilka signaler drabbas av dämpning?
Alla signaler som skickas genom ett medium drabbas av dämpning.
109
Hur kan dämpning på grund av långa avstånd kompenseras?
Dämpningen kan kompenseras genom att man sätter in förstärkare med lämpliga intervall.
110
Hur påverkas dämpningen av signalens frekvens i olika media?
Dämpningen är frekvensberoende och för tvinnad parkabel, koaxialkabel och radio ökar dämpningen med frekvensen.
111
Vad innebär distorsion när vi pratar om signalkvalitet?
Distorsion innebär att signalen ändrar sin form.
112
Det finns tre typer av distorsion, vilka är dessa?
Tre exempel:
1. Amplituddistorsion.
2. Löptidsdistorsion.
3. Kvantiseringsdistorsion.
113
Vilka signaler drabbas av distorsion?
Signaler med olika frekvenser.
114
Varför drabbas signaler av distorsion, ange två anledningar?
Dessa två anledningar är:
1. Olika frekvenser i signalen dämpas olika mycket, vilket ger upphov till så kallad amplituddistorsion.
2. Olika frekvenser i signalen har olika utbredningshastighet, vilket ger upphov till så kallad löptidsdistorsion.
115
När uppkommer kvantiseringsdistorsion?
Vid analog-digital-omvandling, eftersom en samplad signal endast kan representeras av ett begränsat antal värden.
116
Hur brukar man beskriva mängden brus i ett system?
Mängden brus brukar beskrivas med begreppet signal/brus-förhållande (SNR).
117
Hur definieras SNR?
SNR är definierat som signalens medeleffekt dividerat med brusets medeleffekt. Kan även anges i decibel.
118
Vad är överhörning (cross-talk) när vi pratar signalkvalitet?
Överhörning är en speciell typ av brus som innebär att en länk störs av en annan länk.
119
Vad är bitfelsfrekvens (bit error ratio, BER) när vi pratar om signalkvalitet?
Bitfelsfrekvensen anger den genomsnittliga andelen feluppfattade bitar i mottagaren.
