Socket- programová schránka
- program, který umožňuje napojení aplikace na přenosové protokoly
BSD Socket- umožňuje napojení na ISO-OSI
- metody komunikace mezi procesy
- rozhraní, které umožňuje upravit
aplikaci na různé síťové protokoly
INET Socket- určen pro protokol TCP/IP
- musí mít přiřazenou adresu počítače a portu
ETH- ethernet
PPP- Pro serverové linky
síťové aplikace
uživatel
jádro
BSD Sockety
rozhraní socket
INET Sockety
TCP UDP
protokolové vrstvy
IP ARP
síťová zařízení PPP SLIP Ether
socket- v UNIXu funguje jako deskriptor souborů (upřesňuje soubor), ve Windowsech jako DLL knihovna
- typy:- aktivní- programátor musí napsat socket tak, aby našel protipól (opačný socket)
- je na klientovy
- pasivní- čekají až je někdo zavolá
- jsou na serveru
- adresy se přiřazují:- ručně
- automaticky- číslo bere z ETC services
- Procesy komunikující pomocí soketů používají model klient server. Server nabízí službu (např. www stránky) a klient (prohlížeč) ji využívá. Server, který používá sokety, musí soket nejdříve vytvořit a poté mu přidělí jméno. Sokety typu INET musí mít přiřazenou adresu.
- Klientem zároveň se svým požadavkem vytvoří soket, pomocí kterého předává žádost o spojení. Cílovou adresou je adresa serveru. Žádost projde různými vrstvami a končí v soketu na němž poslouchá server. Server může žádost přijmout nebo odmítnout. Pokud ji přijme, vytváří pro ní nový soket. Po takto navázaném spojení lze vysílat data. Po skončení přenosu se spojení ruší.
Linux podporuje několik tříd socketů - adresových rodin
BSD Sockets
neboli schránky systému [3] jsou nejrozšířenější programátorský model pro práci s protokoly TCP/IP. Socket popisuje jeden konec komunikační linky, dva komunikující procesy budou mít každý svůj soket, popisující jejich konce společné komunikační linky. Základní filosofie rozhraní vychází z manipulačních čísel každého spojení TCP i UDP, kterými jsou tyto spojení charakterizovány. S těmito čísly může pracovat jako s čísly uzlů, souborů nebo rour.
BSD rozhraní podporuje různé formy síťové komunikace a
slouží jako meziprocesový komunikační mechanismus.
BCD sockety jsou tedy metody komunikace mezi procesy
V UNIXu se sokety pracuje jako s deskriptory souborů, ve Windows jsou implementovány coby knihovna DDL (winsock.dll) a tedy zde se musí pracovat s funkcemi speciálně určenými pro práce se schránkami.
socket
SAP
TCP/IP (UDP/IP) port
síťová interpretace
HW drivery
Linuxové rodiny soketů jsou
UNIX sokety unixové domény
INET adresová rodina Internetu podporující komunikaci protokoly TCP/IP
AX25 Amater radio X25
IPX Novell IPX
APPLETALK
X25 X25
Procesy komunikující pomocí soketů používají model klient server. Server nabízí službu (např. www stránky) a klient (prohlížeč) ji využívá. Server, který používá sokety, musí soket nejdříve vytvořit a poté mu přidělí jméno. Jméno nebo adresa soketu se vytváří pomocí datové struktury sockadr. Sokety typu INET musí mít přiřazenou adresu. (Čísla portů jsou uloženy v souboru /etc/services)
Klientem zároveň se svým požadavkem vytvoří soket, pomocí kterého předává žádost o spojení. Cílovou adresou je adresa serveru. Žádost projde různými vrstvami a končí v soketu na němž poslouchá server. Server může žádost přijmout nebo odmítnout. Pokud ji přijme, vytváří pro ní nový soket. Po takto navázaném spojení lze vysílat data. Po skončení přenosu se spojení ruší.
Soketová vrstva INET
Soketová vrstva INET podporuje protokoly TCP/IP.Vrstva je vytvořena v době inicializace a poskytuje rozhraní vrstvě BSD. Soketová vrstva BSD volá podpůrné rutiny internetové vrstvy předáním struktury socket reprezentující BSD vrstvu.
Spojení na BSD soketu
- Operace spojení na TCP soketu musí nejdříve vytvořit TCP zprávu s informacemi o požadavku na spojení a odeslat ji na zadanou IP adresu. TCP zpráva obsahuje informace o spojení, počáteční sekvenční číslo, maximální vellikost zprávy, kterou je schopen žadatel zpracovat, velikost příjmového a odesílacího okna a další. V rámci protokolu TCP jsou všechny zprávy číslovány a počáteční sekvenční číslo se použije jako číslo první zprávy. Linux volí rozumně náhodné hodnoty, aby se předešlo některým typům protokolových útoků. Každá zpráva odeslaná jedním koncem TCP spojení je při úspěšném přijetí druhým koncem potvrzena. Nepotvrzené zprávy se posílají znovu.
POSTUP VYTVOŘENÍ SOCKETU
1) Na straně klienta
vytvoření socketu a přidělení čísla socketu, propojeného na IP lokálního počítače a požadovaného portu
s=socket (AF_INET,SOCK_STREAM,0)
což znamená, že se spustí IP protokol na zadané lokální IP adrese, a TCP protokol na zadaném čísle portu (sock_stream je spojová služba), s je deskriptor schránky pak se musí programově zavolat procedura connect pro napojení na volanou IP adresu a port. Connect se otevře pod určitým fd
connect(s,text_adr,vzdálená schránka,délka textu)
kde .... značí mimo jiné IP a port serveru. Procedura connect obsahuje volání jádra bind pro pojení socketu s portem. Při tomto volání dojde k ustanovení virtuálního okruhu, tím že server vytvoří schránku, volání do ní přesměruje a čeká na další volání. Spojení obsahuje: lokální uzel a port, vzdálený uzel a port a protokol.
Po potvrzení serverem se spustí: write(s,.., ...) a read(s,..,..)
s=socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)
vyhledává a zapisuje čísla typ TCP
connect(s, text_adresy, vzdálená_schránka, dékla_textu)
daný socket na který počítač s kterou aplikací se chci spojit
- bind- nastavuje socket na vlastní adresu
write (S,…)
adresy odkud budu brát data
read (S,…)
čeká na odpověď ze serveru
close (S) – uzavírá vytváření societu
2.1) Na straně serveru- spojovaná komunikace
Vytvoření socketu
s=socket(.....)
kde .... značí mimo jiné lokální IP a port
Pak se musí soket propojit s portem voláním jádra
bind(s,struktura_s_adresou portu,velikost_adresy)
bind vrací 0 při úspěšném volání, dále se musí vyvolat funkce poslechu na uvedeném socketu
listen (s)
a po propojení se musí zavolat služba
fd=accept(s,fronta)
která přidělí file deskriptor pro zpracování každého volání socketu a potvrdí klientovi propojení
Pak se spustí procedury čtení a zápisu
read(fd,....)
write(fd,...)
Ukončení zpracování
close(fd)
close(s)
vyvolá ukončovací propojení s klientem
s=socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)
u nespojované konkurence
bind- nastavuje vlastní adresu
listen- poslouchání na daném societu
- ověřuje port na příjem
fd=akcept (s,fronta)
vytváří odpověď
2.2) Na straně serveru- nespojovaná komunikace
revi from- přijato od
Velikost vysílacího a přijímacího okna udává počet zpráv, které je možné odeslat najednou bez potvrzení.
Maximální velikost zprávy je dána síťovým zařízením a nastavuje se menší z nich.
Aplikace navazující TCP spojení musí počkat na navázání spojení a to buď přijmout, nebo odmítnout. Po navázání spojení čeká TCP sock na příchozí zprávu, zařadí se do struktury tcp_listening_hash, která zajišťuje předávání došlých TCP zpráv správné struktuře sock. TCP rovněž spustí časovač, který hlídá čas do přijmutí zprávy. Pokud zpráva nepřijde, požadavek na zprávu ukončí.
Pokud socket má adresu čeká na uvedené adresy. Je-li bez adresy, přidělí socketová vrstva INET vzniklému socketu číslo volného portu a převede ho do stavu tcp_listen a provede všechny operace potřebné k příjmu žádosti.
Protokol UDP nepodporuje spojované služby, takže čekání na navázáni spojení je jen záležitostí TCP.
PROTOKOL ARP
- překladač IP adresy na MAC adresu
¬- překládá fyzické adresy na IP
- 2typy:- žádost
- odpověď
- v ARP tabulce jsou zapsané struktury a tato struktura obsahuje:
- čas posledního použití
- čas aktualizace
- příznaky o stavu položky (jestli se na ni může posílat nebo ne)
- IP adresa
- MAC adresa
- ukazatel na hlavičku packetu
- časovač na ukládání délky času na odezvu
- počet opakování žádostí
- seznam struktur čekajících na překlad
2)Vstupní zařízení, skenery, myši.
Scanner
- Scanner je zařízení, které slouží ke snímání předlohy do počítače. Pracuje na principu digitalizace (převodu na číselnou hodnotu) odstínu barvy na předloze procházející pod snímacím prvkem.
PRINCIP
- V průběhu skenování je vždy pásek předlohy osvícen světelným zdrojem (výbojka, Led diody, laser). Odražené světlo se přes soustavu zrcadel a čoček přivádí na pole snímačů CCD (snímače jsou většinou řádkové). Uvnitř tisícovek optoelektronických polovodičových snímačů (CCD) přitom vznikají elektrické náboje, které jsou úměrné množství dopadajícího světla (světlé body odrážejí více světla než tmavé). V prvcích CCD jsou náboje krátkodobě zachyceny a pak převedeny pomocí elektroniky na odpovídající digitální hodnotu. Pak se snímací zařízení přesune na další pozici (řádek). Software nakonec poskládá jednotlivé řádky do celkové pixelové grafiky.
CCD senzory citlivé na světlo mohou rozlišovat pouze hodnoty jasu. Proto se pro rozlišení barev se používá jeden z principů optiky, podle něhož se složením červeného, zeleného a modrého světla vzniká bílá barva (aditivní míchání barev). Obráceně s pomocí hranolu nebo barevných filtrů lze bílé světlo rozložit na tyto základní barvy (separace barev).
zjednodušeně:
- Světlo odražené od předlohy je optickými hranoly vedeno k optice, která jej rozloží na barevné paprsky RGB. Paprsky rozložených barev následně dopadají na světlocitlivé prvky CCD snímače, který je převede na analogový signál. A ten je dále veden k A/D převodníku, který vytvoří digitální podobu.
- pozn: Používá se bílé světlo, protože obsahuje celé barevné spektrum.
Rozlišení
- Udává se obvykle v DPI (počet tiskových bodů na palec) a znamená jemnost snímacího rastru a potažmo s tím spojenou datovou velikost výsledného obrazu. S větším rozlišením se tato velikost zvyšuje. Rozděluje se na hardwarové (ovlivněné vlastní optickou sestavou a snímačem) a softwarové (ovlivněné ovladačem), které je vždy vyšší (zpravidla dvojnásobně), ale kvalita už může být kolísavá. Pro některé účely je příliš velké rozlišení zbytečné. Dnes používaná rozlišení se pohybují mezi 1 200 a 5 900 DPI.
DĚLENÍ SKENERŮ
- černobílé skenery- umožňuje snímat pouze v odstínech šedi, barevné odstíny jsou do nich převedeny
- barevné skenery- dovoluje snímat nejen v odstínech šedi, ale i v barvách. Většina dnešních scannerů má možnost snímat v TrueColor (tj. 16.7 mil barev)
BAREVNÉ
- trojprůchodové- snímají předlohu třikrát (jednou s osvětlením červeným pak zeleným a modrým, nebo používají barevné filtry)
- jednoprůchodové- při jednom průchodu naskenují všechny tři barvy (rozkládají bílé světlo pomocí dichoitického hranolu (zrcadla)
- použijí se tři řady CCD senzorů se zabudovanými barevnými filtry (osvětleny bílým světlem)
Barevná hloubka
se udává v bitech (obvykle bývá 24b, 32b, 48b - viz slovníček. Udává nám počet barev - tedy jak věrně je scanner schopen zachytit barvy předlohy.
Rozlišení
je číslo, které udává hustotu obrazových bodů na jednotku plochy (dpi - dots pre inch - bodů na palec). Čím větší rozlišení, tím více bodů bude na stejné ploše, tím budou body menší a tím jemnější a kvalitnější dostaneme výsledný obraz. U běžných scannerů se hodnoty pohybují kolem 1200 - 2400 (4800) DPI.
DĚLENÍ PODLE PROVEDENÍ
- čtečky čárkových kódů- Využívají paprsku laseru nebo laserové diody. Mohou být ruční (tzv. „pistole“), nebo zabudované (např. v pokladnách)
- ruční skener-Tímto scannerem je nutno ručně přejíždět po snímané předloze. Nevýhodou je malá kvalita nasnímaného obrazu způsobená jak nízkým rozlišením snímače, tak nutností přesného ovládání ze strany uživatele. Používá se tam, kde je třeba rychle snímat malé plochy, případně při nemožnosti umístění předlohy do stolního scanneru. Dnes téměř vymizel vzhledem k masivnímu rozšíření stolního typu.
- stolní skener- Předloha se pokládá na sklo, pod nímž projíždí strojově ovládané snímací rameno, princip je tedy podobný jako u kopírovacího stroje. Dnes jsou už velmi levné (od cca 1500,- Kč), proto se významně prosazují i do domácností. Nevýhodou je zejména možnost snímání jen relativně tenkých předloh. Velkoformátové scannery jsou schopné snímat předlohu po sloupcích. Dražší modely často snímají pomocí přídavných nástavců také diapozitivy a negativy.
- válcový skener- Předloha je nalepena na rotujícím válci a je snímána paprskem. Jejich nevýhodou je velká cena, a proto jsou využívány zejména pro snímání velmi velkých předloh, případně tam, kde je potřeba velice vysoká kvalita výsledku (např. z předlohy – diapozitivu je potřeba vytisknout plakát rozměru A2)
- kamerový skener- Slouží pro snímání jednotlivých políček filmu
- 3D- Nová technologie umožňující pomocí laserových paprsků nasnímat i trojrozměrný objekt. Velice nákladná technologie pouze pro profesionální využití
- Barevné rozlišení je dáno počtem bitů na kolik se zobrazuje každá barva (8, 10, 12b na jednu barvu => jeden bod se zobrazí na 24, 30, 36b).
- Před vlastním skenováním je vhodné použít tzv. “prescan“ => podle potřeby se předloha nastaví na požadovaný výřez => zmenší se objem dat, není potřeba odstraňovat přebytečné části.
- Po skenování je nutnost ukládat grafické soubory v takovém formátu, které umožňují bezztrátovou kompresi obsažené informace (targa, tiff, pcx).
- Skener by měl podporovat softwarové rozhraní TWAIN, které umožňuje pohodlné skenování z aplikací.
Pokud skenujeme textovou předlohu je možné převést obrázek na text pomocí OCR (ICR).
OCR- optické rozpoznávání tištěných znaků.
- provádí se:- porovnáváním se vzorem
- analýzou charakterických prvků
- kontrolou syntaxe (zda je posloupnost v daném jazyce možná)
- fuzzy logika (u nečistého výtisku – rozhodovací proces)
- učení (po opravy si program ukládá a “poučí“ se z nich)
Myš
- Myš je mechanický snímač změny polohy. Je základním a nejjednodušším polohovacím zařízením. Většina myší využívá odvalování těžké drsné koule (silikonová guma)po podložce k převodu pohybu na optické rotační snímače odvalující se též po kouli. Tyto dva snímače pak inkrementálně určují polohu ve směru os x a y. Pro určení směru musí být na obou optických clonkách po dvou optických snímačích fázově posunutých o 90°. Pro odstranění nevýhod mechanického znečištění se někdy používají optické myši. Pro pohyb optické myši je používána speciální podložka s vytvořeným přesným rastrem svislých a vodorovných čar. Myš svou LED osvětluje podložku. Pohybem myši se na vnitřních snímačích střídá intenzita odraženého světla, která je vyhodnocována obdobně jako i klasické myši. K zamezení vlivu okolního záření se využívá infračerveného spektra světla.
- Rozlišení je od 100 do 1250 dpi, obvykle 400 dpi. Pro přesnější je lepší používat tablet. Rychlost pohybu je do 1050mm/s.
Základní typy myší:
• Myš s jedním tlačítkem - využívá se pouze u počítačů Apple. Druhé tlačítko se
nahrazuje speciálními klávesami.
• Dvoutlačítková myš - základní typ myši. Levé tlačítko pro kliknutí, pravé má
speciální funkci.
• Třítlačítková myš - Třetí tlačítko slouží k dalším speciálním akcím, např.
posouvání dokumentu.
• Myš s kolečkem - Tento typ myši má místo třetího tlačítka otočné kolečko.
• Další typy myší - většinou různé kombinace předcházejících možností.
Takovéto myši mají např. více než tři tlačítka, mohou mít i dvě kolečka, atp.
Rozdělení podle připojení:
• Sériové - Využívá klasický 9pinový konektor počítače. Dnes se nové typy myší
pro toto rozhraní již nevyrábějí.
• PS/2
• USB
• Bezdrátové infračervené - Myš komunikuje s počítačem pomocí externí
jednotky připojené na některý klasický port. Nevýhodou je nutnost přímé
viditelnosti mezi myší a přijímačem a také celkem vysoká spotřeba baterií u
myši.
• Bezdrátové rádiové - Zřetelná výhoda oproti infračerveným myším je v tom, že
není nutná přímá viditelnost mezi myší a přijímací jednotkou a má vysoký
dosah, až několik metrů.
Myši jsou připojené k počítači:
1. po sériovém kabelu přes COM. Protokol se liší, jde-li o dvoutlačítkovou myš nebo třítlačítkovou. Rychlost přenosu je v obou případech stejná - 1200Bd , ale počet přenášených bytů je dvoutlačítkové 3 a u třítlačítkové 5. U tří tlačítkové jsou dvě dvojice bytů určeny pro polohu, jedna pro stav tlačítek.
2. Přes radiové spojení na frekvenci stovek kHz. Není zapotřebí přímá viditelnost
3. infračerveným modulovaným paprskem.
4. ultrazvukový vysílačem umístěným na myší (dnes už i třírozměrné - navlečené na prstu) a přijímačem na rámu monitoru zapojeného na sériový port.
5. Pro systémy PS/2 sériově přes šestišpičkový konektor DIN.
Technologie snímání pohybu:
• Mechanická
Myš má ve své mechanice pogumovanou kuličku, dva válečky umístěny v úhlu
90 stupňů a fotosenzory. Kulička se dotýká obou válečků a při pohybu myši se
kulička pootočí a tím dojde k otočení obou válečků. Fotosenzory zaznamenají
pohyb válečků a čip myši vypočítá vzdálenost a rychlost jakou jsme s myší
pohnuli. Tato technologie má bohužel řadu nevýhod, může dojít k zašpinění
kuličky a válečků prachem a tím dochází k trhanému pohybu myši, dále
dochází k mechanickému opotřebení, atd… Tento princip snímání má také
poměrně malou rozlišovací schopnost, přibližně kolem 800 DPI.
• Optická
Pohyb je snímán optickým snímačem, který sleduje povrch pod tělem myši a
vyhodnocuje aktuální polohu. Oproti mechanickým myším má optická
technologie řadu výhod. Myš je téměř imunní na prach a nečistoty, nedochází
ke zhoršení pohybu znečištěním, protože kromě tlačítek neobsahuje žádné
mechanické součásti. Dále je přesnější, povrch může být snímán podle kvality
použitého senzoru i několikatisíckrát za sekundu. Jediná možná nevýhoda je
spojena s optickým snímáním – myš vůbec nefunguje na lesklém povrchu jako
je sklo, zrcadlo, kde nelze dobře rozpoznávat změny polohy.
Trackball
je vstupní zařízení podobné myši. Jde jednoduše o kuličku umístěnou v podložce, jíž se dá pohybem prstů pohybovat - kulička je navrchu, nikoliv zespodu jako v případě myši. Bývá buď samostatně nebo zabudován v notebooku. Trackball je nasazován v případě, kdy standardní myš není vhodná (průmyslové použití, veřejné informační stánky), nebo pro odvětví, kde je potřeba velmi přesné polohování kurzoru. Například pro použití v počítačové grafice, aplikacích typu CAD, nebo DTP. Naopak se příliš nehodí pro rychlý pohyb s vysokou přesností, který je požadován například v počítačových hrách.Také je nezbytnou pomůckou pro mnoho postižených lidí, kteří nemohou pro dysfunkci motoriky používat běžnější polohovací zařízení, jakým je myš.
Trackpoint
je polohovací zařízení u některých přenosných počítačů. Poprvé se na světle světa objevil s notebookem IBM ThinkPad 700 (rok 1992), díky němuž se povedlo ušetřit místo na klávesnici. Nyní u některých notebooků stále přetrvává, ale bývá doplněn novějším touchpadem. V podstatě se jedná o malý joystick umístěný mezi klávesami G, H a B. Jeho nakláněním do stran pohybujete kurzorem myši po pracovní ploše. Samotný trackpoint nemá funkci tlačítek. Ta jsou umístěna pod klávesnicí. Spolu s touchpadem nahradil trackball.
Touchpad
je vstupní zařízení běžně používané u laptopů. Jeho účelem je pohybovat kurzorem po obrazovce podle pohybů uživatelova prstu. Touchpad je náhrada za počítačovou myš. Touchpady se vyrábějí v různých velikostech, ale jen zřídka větší než 50cm2.
Webová kamera
patří do počítačových vstupních zařízení, podobných fotoaparátu, kameře či scaneru. Pořizuje snímky, které většinou ukládá na internet. Díky tomu je aktuální záběr dostupný uživateli na počítači s internetem kdekoliv na světě. Provozovatel s rychlým internetovým připojením může umožnit i častější snímání (a odesílání) snímků a uživatel může tyto obrázky sledovat plynule (jako video).
S nízkou cenou nastal jejich rozmach a mnoho dnešních domácích uživatelů i firem proto webkamery používá jak pro obrazovou komunikaci, tak pro ochranu majetku či osob.
Mnoho měst, obcí, kulturních a sportovních areálů, ale i jednotlivců zpřístupnilo své webkamery široké veřejnosti a tím podpořilo především turistický ruch. Přesný počet webkamer, které může obyčejný uživatel internetu volně sledovat, nelze s přesností určit, avšak podle odhadů se na našem území vyskytuje přes 500 webkamer. Zabírají především místa, na kterých se seskupuje více lidí (náměstí, nádraží, známé ulice, bazény, atd.).
Velkým přínosem pro veřejnost je využití webkamer na důležitých dopravních tepnách, dálnicích a ulicích, kde každý řidič může sledovat aktuální stav dopravy takřka on-line. Zajímavým využitím je jejich umístění zejména na horách, tedy neustálé a hlavně aktuální monitorování sněhu.
Joystick
je vstupní zařízení počítače, sloužící pro ovládání pohybu objektů na obrazovce. Základním dílem je tyčka upevněná kolmo do podložky. Vychýlení tyčky vyvolá odpovídající pohyb objektu na obrazovce. Některé moderní joysticky jsou vybaveny několika tlačítky a doplňkovými ovládacími prvky s programovatelnou funkcí.
Gamepad
Gamepad je vstupní zařízení k ovládání počítače nebo herní konzole, používané především při hraní počítačových her a videoher. Dříve se používalo připojování těchto zařízení přes Gameport, dnes se pro připojení používá již výhradně sběrnice USB.
Mikrofon
je vstupní zařízení pro přeměnu akustického signálu na signál elektrický.
Žádné komentáře:
Okomentovat