6.4 MECANISMOS DE DETECCION Y CORECCION DE ERRORES

 

En matemáticas, computación y teoría de la información, la detección y corrección de errores es una importante práctica para el mantenimiento e integridad de los datos a través de diferentes procedimientos y dispositivos como medios de almacenamiento confiables. Se considera como precursor de este tipo de tecnologías el Acme Comodity and Phrase Code usado en los telegramas

Tipo de códigos detectores

Paridad simple (paridad horizontal)

Consiste en añadir un bit de más a la cadena que queremos enviar, y que nos indicará si el número de unos (bits puestos a 1) es par o es impar. Si es par incluiremos este bit con el valor = 0, y si no es así, lo incluiremos con valor = 1.

Ejemplo de generación de un bit de paridad simple:

Queremos enviar la cadena “1110100”:
1º Contamos la cantidad de unos que hay: 4 unos
2º El número de unos es par por tanto añadimos un bit con valor = 0
3º La cadena enviada es 11101000

Verificación de errores o corrección de errores

La codificación binaria es de gran utilidad práctica en dispositivos electrónicos como ordenadores, donde la información se puede codificar basándose en la presencia o no de una señal eléctrica.

 

Sin embargo, esta señal eléctrica puede sufrir alteraciones (como distorsiones o ruidos), especialmente cuando se transportan datos a grandes distancias. Por este motivo, ser capaz de verificar la autenticidad de estos datos es imprescindible para ciertos propósitos (incluido el uso de información en entornos profesionales, bancarios, industriales, confidenciales o relacionados con la seguridad).

Por este motivo existen algunos mecanismos que garantizan un nivel de integridad de los datos, es decir, que el destinatario obtiene una confirmación de que los datos recibidos son, de hecho, similares a los datos transmitidos.

 

Existen dos maneras de proteger la transferencia de datos para que no se produzcan errores:

 

· instalando un medio de transmisión más seguro, es decir, una capa de protección física. Una conexión convencional tiene, por lo general, un porcentaje de error entre 10^-5 y 10^-7.

· implementando mecanismos lógicos para detectar y corregir errores.

La mayoría de los sistemas de control lógico de errores se basan en la suma de información (esto se denomina "redundancia") para verificar la validez de los datos. Esta información adicional se denomina suma de comprobación.

Verificación de errores

Se han perfeccionado mejores sistemas de detección de errores mediante códigos denominados:

 

· Códigos de autocorrección

· Códigos de auto verificación

Verificación de paridad

La verificación de paridad (a veces denominada VRC o verificación de redundancia vertical) es uno de los mecanismos de verificación más simples. Consiste en agregar un bit adicional (denominado bit de paridad) a un cierto número de bits de datos denominado palabra código (generalmente 7 bits, de manera que se forme un byte cuando se combina con el bit de paridad) cuyo valor (0 o 1) es tal que el número total de bits 1 es par. Para ser más claro, 1 si el número de bits en la palabra código es impar, 0 en caso contrario.

Tomemos el siguiente ejemplo:

 

 

En este ejemplo, el número de bits de datos 1 es par, por lo tanto, el bit de paridad se determina en 0. Por el contrario, en el ejemplo que sigue, los bits de datos son impares, por lo que el bit de paridad se convierte en 1:

 

 

Supongamos que después de haber realizado la transmisión, el bit con menos peso del byte anterior (aquel que se encuentra más a la derecha) ha sido víctima de una interferencia:

 

 

El bit de paridad, en este caso, ya no corresponde al byte de paridad: se ha detectado un error.

Sin embargo, si dos bits (o un número par de bits) cambian simultáneamente mientras se está enviando la señal, no se habría detectado ningún error.

 

 

 

Ya que el sistema de control de paridad puede detectar un número impar de errores, puede detectar solamente el 50% de todos los errores. Este mecanismo de detección de errores también tiene la gran desventaja de ser incapaz de corregir los errores que encuentra (la única forma de arreglarlo es solicitar que el byte erróneo sea retransmitido).

Verificación de redundancia longitudinal

La verificación de la redundancia longitudinal (LRC, también denominada verificación de redundancia horizontal) no consiste en verificar la integridad de los datos mediante la representación de un carácter individual, sino en verificar la integridad del bit de paridad de un grupo de caracteres.

Digamos que "HELLO" es el mensaje que transmitiremos utilizando el estándar ASCII. Estos son los datos tal como se transmitirán con los códigos de verificación de redundancia longitudinal:  

Letra	Código ASCII (7 bits)	Bit de paridad      (LRC)
H	1001000	0
E	1000101	1
L	1001100	1
L	1001100	1
0	1001111	1
VRC	1000010	0

Verificación de redundancia cíclica

La verificación de redundancia cíclica (abreviado, CRC ) es un método de control de integridad de datos de fácil implementación. Es el principal método de detección de errores utilizado en las telecomunicaciones.

Concepto

La verificación de redundancia cíclica consiste en la protección de los datos en bloques, denominados tramas. A cada trama se le asigna un segmento de datos denominado código de control (al que se denomina a veces FCS, secuencia de verificación de trama, en el caso de una secuencia de 32 bits, y que en ocasiones se identifica erróneamente como CRC). El código CRC contiene datos redundantes con la trama, de manera que los errores no sólo se pueden detectar sino que además se pueden solucionar.

 

Tipos de errores

6.3 PROTOCOLOS Y ESTANDARES

 

DEFINICION

 

En el campo de las telecomunicaciones, un protocolo de comunicaciones es el conjunto de reglas normalizadas para la representación, señalización, autenticación y detección de errores necesario para enviar información a través de un canal de comunicación. Un ejemplo de un protocolo de comunicaciones simple adaptado a la comunicación por voz es el caso de un locutor de radio hablando a sus radioyentes.

Los protocolos de comunicación para la comunicación digital por redes de computadoras tienen características destinadas a asegurar un intercambio de datos fiable a través de un canal de comunicación imperfecto. Los protocolos de comunicación siguen ciertas reglas para que el sistema funcione apropiadamente
• Sintaxis: se especifica como son y cómo se construyen.
• Semántica: que significa cada comando o respuesta del protocolo respecto a sus parámetros/datos.
• Procedimientos de uso de esos mensajes: es lo que hay que programar realmente (los errores, como tratarlos).

 

Función De Un Protocolo

Cuando se realiza un intercambio de datos entre computadores, terminales y/u otros dispositivos se requieren Los protocolos se pueden definir como el conjunto de reglas que gobiernan el intercambio de datos entre dos entidades. Los puntos que define o caracteriza un protocolo son:

La sintaxis: Incluye aspectos como el formato de datos y niveles de señal.
La semántica: Incluye información de control para la coordinación y manejo de errores.
La temporización: Incluye la sincronización de velocidades y la secuenciación.
Para conseguir un alto grado de cooperación entre los computadores, en lugar de implementar toda la lógica de comunicación en un único módulo, dicha tarea se divide en subtareas, cada una de las cuales se realiza por separado. Esta estructura se denomina arquitectura de protocolos.

 

Los protocolos pueden ser:

Directo. Los datos e información de control pasan directamente entre las entidades sin intervención de un agente activo.

Indirecto. Las dos entidades no se pueden comunicar directamente sino a través de una red conmutada o de una interconexión de redes.

Monolítico. El protocolo no está estructurado en capas. El paquete debe incluir toda la lógica del protocolo.

Estructurado. El protocolo posee una estructura jerárquica, en capas. Entidades de nivel inferior ofrecen servicio a entidades de nivel superior. A todo el conjunto de hardware y software, se le denomina arquitectura.

Simétrico. La comunicación se realiza entre unidades paritarias.

Asimétrico. Las entidades que se conectan no son paritarias. Por ejemplo un proceso “cliente” y otro “servidor”, o para simplificar al máximo la lógica de una de las dos entidades, de forma que una asuma la operación (Por ejemplo en HDCL).

Estándares. El protocolo es extensivo a todas las fuentes y receptores de información.

No estándares. Protocolo particular. Se utiliza para situaciones de comunicación muy específicas.

Protocolos CAN
El Medio De Comunicación
El protocolo CAN al igual que el protocolo VAN, no impone soporte de comunicación. El medio utiliza un par de cables conductores.
Se denominará a los dos cables CAN H (CAN HIGH) CAN L (CAN LOW) Líneas (par) trenzadas(o)

La línea física que constituye el bus es llamada igualmente par diferencial. Estos pares diferenciales están trenzados con el fin de reducir las perturbaciones radioeléctricas (las radiaciones de campo emitidas por los cables se anulan).La diferencia de potencial eléctrico entre estos dos cables permitirá codificar dos estados lógicos distintos.

ESTÁNDARES

X10: es un protocolo de comunicaciones para el control remoto de dispositivos eléctricos. Utiliza la línea eléctrica (220V o 110V) para transmitir señales de control entre equipos de automatización del hogar en formato digital. El problema es que este protocolo ha tenido que ser desestimado y ahora se utiliza el EIB.pl para la transmisión por la red eléctrica. Los dispositivos X10 que se comercializan son solo para uso individual y es complicado el enlazarlos para crear un autentico proyecto domótico. Las señales de control de X10 se basan en la transmisión de ráfagas de pulsos de RF (120 kHz) que representan información digital. Estos pulsos se sincronizan en el cruce por cero de la señal de red (50 Hz ó 60 Hz). Con la presencia de un pulso en un semiciclo y la ausencia del mismo en el semiciclo siguiente se representa un '1' lógico y a la inversa se representa un '0'. A su vez, cada orden se transmite 2 veces, con lo cual toda la información transmitida tiene cuádruple redundancia. Cada orden involucra 11 ciclos de red (220ms para 50 Hz y 183,33, para 60Hz). Primero se transmite una orden con el Código de Casa y el Número de Módulo que direccionan el módulo en cuestión. Luego se transmite otro orden con el código de función a realizar (Function Code). Hay 256 direcciones soportadas por el protocolo.

6.2 INTERFACES

 

En telecomunicaciones y hardware, una interfaz es el puerto (circuito físico) a través del que se envían o reciben señales desde un sistema o subsistemas hacia otros. No existe una interfaz universal, sino que existen diferentes estándares (Interfaz USB, interfaz SCSI, etc.) que establecen especificaciones técnicas concretas (características comunes), con lo que la interconexión sólo es posible utilizando la misma interfaz en origen y destino. Así también, una interfaz puede ser definida como un intérprete de condiciones externas al sistema, a través de transductores y otros dispositivos, que permite una comunicación con actores externos, como personas u otros sistemas, a través de un protocolo común a ambos. Una interfaz es una Conexión física y funcional entre dos aparatos o sistemas independientes.
La interfaz de E/S es requerida cuando los dispositivos son ejecutados por el procesador. La interfaz debe ser necesariamente lógica para interpretar la dirección de los dispositivos generados por el procesador. El Handshaking deberá ser implementado por la interfaz usando los comandos adecuados (BUSY, READY, WAIT…), y el procesador puede comunicarse con el dispositivo de E/S a través de la interfaz. Si se intercambian diferentes formatos de datos, la interfaz debe ser capaz de convertir datos en serie a paralelo y viceversa. Los dispositivos de E/S se comunican por interrupciones con el procesador, si una interrupción es recibida, el procesador la atenderá con la rutina de interrupción correspondiente a dicha interrupción.

Un ordenador que usa E/S mapeados en memoria por lectura y escritura accede al hardware a través de la posición de memoria especifica, usando el mismo lenguaje ensamblador que el procesador usa para el acceso a memoria.

 

INTERFACES DE ALTO NIVEL

Los sistemas operativos y lenguajes de programación de alto nivel facilitan el uso separado de más conceptos y primitivas abstractas de E/S. Por Ejemplo: la mayoría de sistemas operativos proporcionan aplicaciones con el concepto de fichero. Los lenguajes de programación C y C++, y los sistemas operativos de la familia UNIX, tradicionalmente abstraen ficheros y dispositivos como streams, los cuales pueden ser leídos o escritos, o ambas cosas. La librería estándar de C proporciona funciones para la manipulación de streams para E/S.

Aplicaciones De La Interfaz (Controlador de periférico)

Actualmente se usan multitud de interfaces o controladores para las conexiones entre el procesador y los distintos periféricos (cada uno de estos últimos suele tener su propio controlador). En ocasiones se puede interconectar los periféricos con la memoria principal directamente sin pasar por el procesador para lo cual se utilizan dispositivos más avanzados como los DMA que son procesadores dedicados a dichas transferencias.

 

 

6.1 CARACTERISTICAS FUNCIONALES

 

El propósito principal de los medios de comunicación es, precisamente, comunicar, pero según su tipo de ideología pueden especializarse en; informar, educar, transmitir, entretener, formar opinión, enseñar, controlar, etc.

Positivas. Las características positivas de los medios de comunicación residen en que posibilitan que amplios contenidos de información lleguen a extendidos lugares del planeta en forma inmediata.

 

Los medios de comunicación, de igual manera, hacen posible que muchas relaciones personales se mantengan unidas o, por lo menos, no desaparezcan por completo. Otro factor positivo se da en el ámbito económico: quien posea el uso de los medios puede generar un determinado tipo de consciencia sobre una especie de producto, es decir, puede generar su propia demanda, ya que los medios muchas veces cumplen la función de formadores de opinión.

 

Entonces, visto desde el ámbito empresarial, es un aspecto ampliamente positivo al hacer posible el marketing y anuncios para el mundo.
Negativas.

 

Las características negativas recaen en la manipulación de la información y el uso de la misma para intereses propios de un grupo específico. En muchos casos, tiende a formar estereotipos, seguidos por muchas personas gracias al alcance que adquiere el mensaje en su difusión (como sucede al generalizar personas o grupos).

 

Ø  Adaptación compatible con futuros estándares.

Ø  Cono de ángulo estrecho de 30º.

Ø  Opera en una distancia de 0 a 1 metro.

Ø  Conexión universal sin cables.

Ø  Comunicación punto a punto.

Ø  Soporta un amplio conjunto de plataformas de hardware y software.