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AULA 1

Módulo 1 - Redes e Protocolos

1.1 Comunicação de dados

Para que qualquer sistema de comunicação funcione são necessários três componentes:

 

 

  • EMISSOR 

  • RECEPTOR 

  • CANAL

1.2 A importância da informação

A posse de informações correctas e de qualidade

correta tomada de decisões, a escolha certa das direções a seguir e das estratégias a adoptar.

Veja aqui alguns exemplos quando há falha na comunicação

1.3 A importância da informação armazenada

A informação armazenada é o conhecimento acumulado que pode ser consultado, utilizado e transferido, servindo como um fornecedor de ensino e de cultura para a sociedade.

A informação armazenada

 

 

 

 

 

 

Conhecimento acumulado

 

 

 

 

 

 

Pode ser consultado, utilizado e transferido, servindo como um fornecedor de ensino e de cultura para a sociedade.

1.4 Protocolos de comunicação

Tão importante quanto a transmissão da informação é a sua compreensão e interpretação correctas.

 
 

TRANSMISSOR E RECETOR

Devem falar com o mesmo código

 

 

Devem ter os mesmos símbolos ou linguagens

 

 

Devem ter as mesmas de regras preestabelecidas

1.5 Transferência de informação

A tranferência de informação entre um ponto e outro indica que temos um transmissor e um receptor.

 

 

 

 

 

 

 

 

Nesses dois pontos, podemos ter pessoas ou equipamentos que se comunicam utilizando a mesma linguagem de comunicação, a qual permite o perfeito entendimento entre ambos

1.6 Comunicação dos dados

Na comunicação entre equipamentos, as regras e linguagem de comunicação utilizadas entre ambos são chamadas de protocolos. 

 

PROTOCOLOS

A comunicação é feita por meio de comandos de programas que depois são codificados e transmitidos por sinais eléctricos.

 

Ficha de trabalho nº1 

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​

1. Indique quais os componentes principais para que um sistema de comunicação funcione?

2. O que entende por comunicação de dados.

3. Indique qual a importância de possuir informações corretas e de qualidade.

4. Quais as regras que devem ter o transmissor e o receptor para que estes se entendam?

5. O que entende por protocolos de comunicação?

AULA 2

2.1 Protocolo de comunicação

O protocolo de comunicação é um programa de computador que, por meio de um conjunto de regras pré-programadas:

 

  • permite a transferência de dados entre dois pontos;

  • controla o envio e a recepção;

  • verifica a existência de erros na transmissão;

  • confirma o recepção da mensagem;

  • faz o controlo do fluxo de dados;

  • faz o endereçamento das mensages enviadas

 

e controla todos os procedimentos envolvidos numa transmissão além dos referidos.

 

Ambos os equipamentos devem

 

ter o mesmo protocolo de comunicação

2.2 Processo de transferência de ficheiros

O Protocolo do transmissor lê os dados por blocos de informação

O Protocolo do receptor verifica a integridade dos dados e o endereço de destino

Transferência...

Os protocolos conferem mais segurança à transmissão de dados entre computadores, fazendo com que os dados transmitidos sejam aceites apenas se estiverem correctos.

 

Caso ocorram erros, os blocos de informação são transmitidos novamente.

 

2.3 Eficiência de um sistema de comunicação

A eficiência de um sistema de comunicação de dados depende fundamentalmente de três características:

 

 

1. Entrega (delivery)

  • O sistema deve entregar os dados ao destino correcto.

  • Os dados devem ser recebidos somente pelo dispositivo ou pelo utilizador de destino.

 

2. Confiabilidade

  • O sistema deve garantir a entrega dos dados.

  • Dados modificados ou corrompidos numa transmissão são pouco úteis.

 

3. Tempo de atraso

  • O sistema deve entregar os dados em tempo finito e predeterminado.

  • Dados entregues tardiamente são pouco úteis.

  • Por exemplo, no caso de transmissões multimédia, como vídeo, os atrasos não são desejáveis, de modo que eles devem ser entregues praticamente no mesmo instante em que foram produzidos, isto é, sem atrasos significativos.

 

2.4 Tipos de dados transmitidos

Os dados transmitidos podem ser:

 

 

 

 

 

 

 

Arquivos de dados                                 Mensagens                             Voz e imagens digitalizadas 

 

Ficha de trabalho nº2 

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​

1. Quais as regras principais de funcionamento dos protocolos de comunicação?

2. Explique por suas palavras o processo de transferência de arquivos entre dois equipamentos, usando o mesmo protocolo de comunicação.

3. Indique algumas vantagens no uso de protocolos de comunicação na transferência de dados.

4. Quais as três características para que um sistema de comunicação de dados funcione de forma eficiente.

5. Indique que tipos de dados podem ser transmitidos através dos diversos canais de comunicação

AULA 3

3.1 Sistema de comunicação

A informação é transmitida por um meio de comunicação.

 

A forma mais comum de transmissão de uma mensagem é pelo som; o som é irradiado pelo ar no qual a informação se propaga por meio de ondas sonoras.

 

Na comunicação eléctrica entre equipamentos, o meio de transmissão mais comum é o fio de metal, por qual o sinal eléctrico se propaga, levando consigo a informação.

 

Numa transmissão de dados digitais por meio de fios, a informação é representada por sinais eléctricos no formato de pulsos.

 

3.2 Meios (canais) de comunicação

Além da transmissão por fios e cabos, que são meios sólidos, podemos transmitir informações por ondas electromagnéticas tais como: 

 

RÁDIO

MICRONDAS

SATÉLITE

A transmissão de dados também pode ser feita por fibras ópticas, que utilizam variações de luz como sinal, o que permite a transmissão da informação a altas velocidades.

3.3 Sistema de comunicação básico

Um sistema básico de comunicação de dados é composto por cinco elementos:

1. Mensagem

É a informação a ser transmitida.

Pode ser constituída de texto, números, figuras, áudio e vídeo – ou qualquer combinação destes.

 

 

2. Transmissor

É o dispositivo que envia a mensagem de dados.

Pode ser um computador, uma estação de trabalho, um telefone, uma câmera de vídeo e assim por diante.

 

 

3. Receptor

É o dispositivo que recebe a mensagem.

Pode ser um computador, uma estação de trabalho, um telefone, uma câmera de vídeo e assim por diante.

 

 

4. Meio (Canal)

É o caminho físico por onde viaja uma mensagem originada e dirigida ao receptor.

 

 

5. Protocolo

É um conjunto de regras que governam a comunicação de dados.

Representa um acordo entre os dispositivos que se comunicam.

Ficha de trabalho nº3 

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​

Construa um esquema que represente os componentes de um sistema de comunicação básico.

Pode usar imagens ou símbolos.

​

Observe as diversas

imagens como

exemplos

​

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​

AULA 4

4.1 Direção de fluxo de dados

Uma comunicação entre dois dispositivos pode acontecer de três maneiras diferentes:

 

Ficha de trabalho nº4

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​

1.Explique por suas palavras o que entende por sistema de comunicação.

2.Além da transmissão por fios e cabos, quais são os outros meios sólidos onde podemos transmitir informações?

3.Explique por suas palavras como é que a informação é transmitida pelos cabos de fibra óptica?

4.Indique quais os elementos que fazem parte de um sistema de comunicação simples.

5.A direção do fluxo de dados pode ocorrer de diversas formas. Indique e explique o funcionamento de cada uma delas incluindo imagens de cada uma delas.

AULA 5

5.1 Transmissão de sinais analógicos e digitais por fios telefónicos

  1. A transmissão por fios telefónicos é talvez a mais comum. Neste caso utilizam-se modems que fazem a adequação do sinal digital do computador à linha telefónica.

  2. O modem recebe o sinal digital do computador e coloca-o numa onda de frequência necessária para a transmissão pela linha telefónica. Este processo (conversão do sinal) dá-se o nome de modulação.

  3. A função básica de um modem é receber os dados codificados na forma de sinais eléctricos digitais vindo do computador, colocá-los numa onda portadora que possui uma frequência fixa de transmissão adequada ao meio de transmissão.

  4. Ao chegar ao modem receptor dá-se o processo inverso. Nesta situação ocorre um processo designado por demodulação.

 

Os sinais usados na transmissão de informação podem ser divididos em duas grandes categorias: 

 

ANALÓGICOS

vs

DIGITAIS

5.2 Analógico vs Digital

Os termos "digital" e "analógico", no contexto das comunicações de dados, podem aplicar-se a:

 

  • 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.

    • Digitais - tomam valores discretos. São exemploi os caracteres de texto e números inteiros. Também todos os dados armazenados e tratados por computadores digitais estão nesta forma.

  • Sinais

    • Analógicos - sinais cujas amplitudes e/ou frequência são usados para codificar os bits da informação transmitida

    • Digitais - sinais com apenas duas amplitudes que deste modo condificam os bits (0 e 1) que transportam

  • Transmissões

    • Analógicas - são o meio de transmitir sinais analógicos (como voz ou dados digitais modulados por um MODEM). O sinal, ao longo do canal, perde energia e fica distorcido. Por isso, usam-se amplificadores que recuperam a energia mas não a forma original; pelo contrário, aumentam a distorção

    • Digitais - são um meio de transmitir sinais digitais, binários no nosso caso. O sinal, ao longo do canal, perde energia e fica distorcido. Mas aqui usam-se repetidores que lêem o padrão de 0's e 1's do sinal e reenviam-no num sinal ´limpo´e com a energia inicial

5.3 Distorção do sinal

Perda da forma do sinal durante a transmissão.

 

 

 

5.4 Atenuação do sinal

Perda da amplitude do sinal durante a transmissão.

Pode obrigar ao usos de repetidores para corrigir essa perda.

 

 

 

Ficha de trabalho nº5 

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​

1. Qual o equipamento responsável pela conversão dos sinais digitais em sinais analógicos, e vice-versa, quando há uma transmissão de dados através das linhas telefónicas?

2. Quais os tipos de sinais usados nas transmissões de informações?

3. Quando existe uma perda ou distorção na transmissão dos dados, existem equipamentos próprios para os corrigir. 

3.1. Quais os equipamentos usados para corrigir a perda e/ou distorção na transmissão dos dados analógicos?

3.2. Quais os equipamentos usados para corrigir a perda e/ou distorção na transmissão dos dados digitais?

4. Indique um exemplo de dados analógicos e de dados digitais.

5. Qual a diferença entre atenuação e distorção do sinal.

AULA 6

6.1 MODULAÇÃO EM AMPLITUDE, FREQUÊNCIA E FASE
6.1 - Tipos de Modulação Analógica

 

As modulações analógicas assentam nos três parâmetros que usualmente variam num sinal analógico.

 

Existem três tipos de modulações analógicas:

 

  • Modulação em amplitude (AM – Amplitude Modulation)

  • Modulação em frequência (FM – Frequency Modulation)

  • Modulação em fase (PM – Phase Modulation)

 

Caso não se ussasse a modulação, o que é que aconteceria?

As antenas necessitam de ter um comprimento de pelo menos um décimo do comprimento da onda do sinal, o que significa que por vezes teriamos de contar com antenas de quilómetros para podermos receber um sinal de baixa frequência como, por exemplo, a voz.

 

 

 

Antena com 300Km? Impossível!

 

Modulando, por exemplo, esta frequência na faixa de frequência FM (88MHz a 108MHz) com uma antena de apenas 1 metro já seria possível receber o mesmo sinal.

 

 

 

6.2 - Tipos de Modulação Digital

 

Na disciplina de Redes de Comunicação, as modulações mais importantes serão as modulações digitais.

 

Iremos estudar três tipos de modulações digitais, coincidentes com os parâmetros que usualmente variam numa transmissão analógica:

 

  • Modulação em Amplitude (ASK – Amplitude Shift Keying)

  • Modulação em Frequência (FSK – Frequency Shift Keying)

  • Modulação em Fase (PSK – Phase Shift Keying)

 

 

6.2.1 - Modulações digitais

 

ASK

Os bits nulos recebem componente nula e os bits de valor 1 recebem uma onda de frequência f.

FSK

Os bits 0 e 1 alternam respetivamente entre uma onda de frequência f1 e f2.

PSK

Sempre que existe uma transição entre 0->1 e 1->0 existe uma inversão de fase na onda, com sentido contrário à representativa do bit anterior.

Ficha de trabalho nº6 

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​

1. Indique os três parâmetros em que usualmente variam num sinal analógico.

2. Indique os três parâmetros em que usualmente variam num sinal digital.

3. O que aconteceria caso não existe modulação de sinal?

4. Explique, acompanhado por imagens, como funcionam os 3 parâmetros de modulação digital.

AULA 7

7. TÉCNICAS DE CONVERSÃO ANALÓGICO-DIGITAL

Se por um lado existe informação digital nativa (documentos escritos em MS Word, páginas de intemet, jogos de computador, etc. ), por outro, existe informação analógica que necessita de ser convertida para digital, para poder ser manipulada por computador.

 

Exemplos disso são as fotografias digitais, a digitalização de documentos (através de scanners), música (CD, Mp3, WAV), vídeo e muitos outros.

 

 

NESTE PONTO, ABORDA-SE O PROCESSO DE DIGITALIZAÇÃO, OU MELHOR, O PROCESSO DE CONVERSÃO ANALÓGICO/DIGITAL(A/D).

 

 

7.1 Técnicas de conversão A/D
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7.2 Digitalização
 

Mais importante do que as técnicas utilizadas é o processo inerente à digitalização. Chama-se digitalização ao processo de transformação  de um sinal analógico num sinal digital.

 

Este processo consiste em três fases sequenciais:

  1. Amostragem;

  2. Quantização;

  3. Codificação.

 

 

FASE_01: Amostragem
 

  1. Consiste recolher apenas um conjunto discreto de valores, de um sinal contínuo

 

 

 

Harry Nyquist (1889-1976), um engenheiro electrotécnico sueco, demonstrou através de um teorema (Teorema da Amostragem ou Teorema de Nyquist). que um sinal pode ser completamente reconstruido se deste forem extraídas amostras a um ritmo do dobro da frequência máxima (fmax) do sinal original (fs).

 

 

 

 

 

 

 

 

FASE_02: Quantificação
 

  1. Converter os valores recolhidos na amostragem, apenas num conjunto de valores possíveis (números inteiros)

​

​

FASE_03: Codificação
 

  • Associar a cada valor quantificado, um código binários 

 

Decimal     Binário

0           0

1           1

2           10

3           11

4           100

5           101

6           110

7           111

8           1000

9           1001

10                         1010

        11                         1011

        12                         1100

        13                         1101

        14                         1110

        15                         1111

        ...                           ...

 

EXERCICIO RESOLVIDO

 

Pretende-se converter um sinal analógico (fig.7)  num sinal digital usando uma frequência de amostragem 1/t e 4 níveis de quantização. Apresente o sinal digital resultante.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Harry Nyquist

Nota:

Quantos mais pontos forem recolhidos (amostragem), mais fiel será a conversão do sinal.

Ficha de trabalho nº7 

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​

1. Na tua opinião, porque é que é importante a digitalização, ou seja, a passagem do analógico para o digital?

2. Dentro das técnicas de conversão A/D, qual é que tem melhor resolução, menor ruído e com um custo médio?

3. O que é a digitalização?

4. Quais as três fases do processo de digitalização de um sinal analógico?

​

​

AULA 8

8. A IMPORTÂNCIA DAS MEDIDAS

Para a disciplina de Redes de Comunicação é fundamental conhecer algumas grandezas e medidas.

 

Saber a quantidade de bits que podemos transferir entre dois pontos por unidade de tempo é essencial para medir a capacidade de um sistema de comunicação.

 

 

8.1 DÉCIBEL (DB)
 

O decibel é mais conhecido como medida de intensidade do som, porém, também é utilizado para descrever todos os sinais de rede

 

DB mede a perda ou ganho de potência de uma onda.

 

Os decibéis negativos => representam uma perda na potência (atenuação) da onda ao propagar-se

Os decibéis positivos => representam um ganho na potência se o sinal for amplificado

 

Exemplos:

- 10 dB o sinal teve uma atenuação.

+ 10 dB o sinal teve um ganho.

 
 
8.2 Largura de Banda
 

É a diferença entre a frequência mais alta e a mais baixa que o canal pode realmente transmitir.

É a quantidade de informação que pode ser transferida de um ponto na rede para outro ponto num determinado período.

 

Exemplo:

 

 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
8.3 Throughput
 

O throughput refere-se à largura de banda realmente medida, numa determinada hora do dia, usando rotas específicas de Internet, e durante a transmissão de um conjunto específico de dados na rede.

 

O throughput é muito menor que a largura de banda digital máxima possível do meio que está a ser usado.

 

Alguns dos factores determinam o throughput são:

  • Dispositivos de interligação;

  • Tipos de dados que estão a ser transferidos;

  • Topologias de rede;

  • Número de utilizadores na rede;

  • Computador do utilizador;

  • Computador servidor.

 

 

8.4 Bit Rate

 

É o número de bits transferido por unidade de tempo (segundo); está diretamente relacionado com a largura de banda do meio de transmissão.

 

Exemplos:

Kbps, Mbps, Gbps.

 

Em multimédia, o Bit-rate é o número de bits usados por segundo, para representar o conteúdo a ser exibido.

Quanto maior for o Bit-rate, maior será a qualidade, assim como o tamanho do arquivo.

 

Por vezes o Bit-rate é utilizado como grandeza de medida para codificar ficheiros multimédia:

  1. MP3

  2. DivX

  3. RMvb

  4. etc

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Teste de velocidade da ligação à Internet

http://www.speedtest.net

 

 

 

 

 

 

Ficha de trabalho nº8 

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​

1. Indique pelo menos 3 medidas de grandeza estudadas nesta aula.

2. Calcule qual a largura de banda de um sinal, sabendo que a frequência mais baixa são 200Hz e a mais alta são 3000Hz.

3. Em termos de rede de computadores, o que é que os Décibeis medem?

4. Explique o que representa a diferença das seguintes medições: -5Db e +8Db

5. O throughput refere-se à largura de banda realmente medida, numa determinada hora do dia, usando rotas específicas de Internet, e durante a transmissão de um conjunto específico de dados na rede. Indique pelo menos 3 fatores que determinam o throughput.

6. Explique o que é o Bit Rate, em termos de multimédia?

Próxima aula TESTE DE AVALIAÇÃO INTERMÉDIO

AULA 9

9. INTRODUÇÃO AO HTML
​

O que é HTML?

HTML é uma linguagem de marcação  para descrever documentos web (páginas web).

  • HTML significa HYper Text Markup Language

  • Uma linguagem de marcação é um conjunto de tags de marcação

  • Os documentos HTML são descritos por tags HTML

  • Cada tag HTML descreve diferente conteúdo do documento

​

​

​

(traduzir para PT)

​

Estrutura de uma página em HTML http://www.w3schools.com/html/html_intro.asp
Títulos, Parágrafos, Hiperligações e Imagens http://www.w3schools.com/html/html_basic.asp
Atributos http://www.w3schools.com/html/html_attributes.asp
HTML Styling http://www.w3schools.com/html/html_styles.asp
HTML Comentários http://www.w3schools.com/html/html_comments.asp
HTML Listas http://www.w3schools.com/html/html_lists.asp
HTML Section http://www.w3schools.com/tags/tag_section.asp

 

EXEMPLO 1

HTML exemplo1

 

 

 

(traduzir para PT)

​

HTML Styles CSS http://www.w3schools.com/html/html_css.asp
CSS Selectors http://www.w3schools.com/css/css_selectors.asp
HTML link href Attribute http://www.w3schools.com/tags/att_link_href.asp
HTML div Tag http://www.w3schools.com/tags/tag_div.asp

 

EXEMPLO 2

HTML exemplo2

 

​

​

(traduzir para PT)

​

Window scrollTo() Method http://www.w3schools.com/jsref/met_win_scrollto.asp

 

EXEMPLO 3

HTML exemplo3

 

​

fullPage.js
http://alvarotrigo.com/fullPage/ 

​

Ficha de trabalho nº8 

​enviar para prof.pedrolima@ae-esmoriz-ovarnorte.pt

​

Construa uma página em HTML5 que apresente a CLASSIFICAÇÃO DAS REDES DE ACORDO COM A SUA DIMENSÃO/ÁREA.

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