Fundamente informationstechnischer Systeme

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Die Motivation für dieses Buch liegt darin, die Leistungsmerkmale von Computer-Netzwerken, insbesondere des klassischen Ethernet mit seiner CSMA/CD-Zugriffsmethode, wahrscheinlichkeitstheoretisch zu beleuchten. Das klassische Ethernet stellt ein Verbundsystem unabhängiger Computer dar, die mit bestimmten Wahrscheinlichkeiten den Übertragungskanal anfordern. Dies ermöglicht die Entwicklung und Darstellung verschiedener Verteilungen wie der Binomial-, geometrischen, Poisson- und Normalverteilung, einschließlich ihrer Erwartungswerte und Varianzen. Ein zentrales Thema ist der Nutzungsgrad des Übertragungskanals, der von Faktoren wie Leitungslänge, Framegröße und Kanalkapazität abhängt. Es folgt eine Einführung in die Informationstheorie, die die Kanalkapazität nach Shannon behandelt. Wichtige Konzepte sind Informationsgehalt, Entropie und stochastische Prozesse, einschließlich Warteschlangentheorie und Markov-Ketten. Die Bearbeitung von Single-Server- und Multi-Server-Warteschlangensystemen mit verschiedenen Ankunfts- und Bedienzeiten wird ebenfalls thematisiert. Zudem wird erläutert, wie Fehler auf dem Übertragungskanal erkannt werden können, insbesondere durch den Polynomcode, bekannt als zyklischer Redundanzcode. Das abschließende Kapitel behandelt die statistische Systemtheorie, einschließlich der Eigenschaften von Autokorrelation stationärer Zufallssignale und deren spektralen Leistungsdichten.