25/1/11

ΤΗΛΕΜΑΤΙΚΗ


Κατά το Λεξικό Webster Τηλεματική είναι "ο συνδυασμός των τηλεπικοινωνιών με την πληροφορική. Επικοινωνία δεδομένων μεταξύ συστημάτων και συσκευών"[1]
Ο ορισμός φαίνεται να καλύπτει την περιγραφή και την έννοια της Τηλεματικής, ωστόσο δεν καλύπτει την κατανόηση από την πλευρά του καθημερινού χρήστη των πληροφορικών συστημάτων, έτσι επιχειρείται η διατύπωση του ορισμού της ως:
"κάθε ανταλλαγή δεδομένων μεταξύ υπολογιστικών συστημάτων που συνδέονται μεταξύ τους με τηλεπικοινωνιακές γραμμές".
Ως τηλεπικοινωνιακές γραμμές θεωρούνται κυρίως οι γραμμές της τηλεφωνικής σύνδεσης, σε όλες της τις μορφές. Περιλαμβάνει, συνεπώς, τις απλές τηλεφωνικές γραμμές (που συνδέουν τα τηλέφωνα μεταξύ τους, τις ενοικιασμένες γραμμές τις μοιρασμένες γραμμές, τις μικροκυματικές συνδέσεις, τις δορυφορικές γραμμές[, τις ραδιοφωνικές ζεύξεις και κάθε άλλη μορφή απομακρυσμένης σύνδεσης ήχου ή ψηφιακών δεδομένων
Ως δεδομένο θεωρείται κάθε είδους μεταβολή που έχει καταγραφεί. Είναι προφανές ότι περιλαμβάνει και κάθε καταγραφή που δεν αντιπροσωπεύει πραγματική μεταβολή, όπως δεν περιλαμβάνει τις μεταβολές που δεν έχουν ήδη καταγραφεί. Με άλλα λόγια δεδομένο είναι οτιδήποτε έχει ήδη καταγραφεί, ανεξάρτητα αν είναι ψευδές ή αληθές. Αυτή η ευρεία έννοια των δεδομένων, στην περίπτωση των υπολογιστικών συστημάτων προσδιορίζεται στην ψηφιακή καταγραφή σε ένα υπολογιστικό σύστημα. Σαν ψηφιακή καταγραφή εννοείται κάθε μεταβολή στα ψηφία που σε δυαδική μορφή αποτελούν το πληροφορικό σύστημα.

Έννοια της Τηλεματικής

Ως έννοια της τηλεματικής πρέπει αρχικά να θεωρήσουμε την εφαρμογή του ορισμού της. Πράγματι αυτή η έννοια κυριαρχεί, όπως αναμένεται από κάθε ορισμό, δηλαδή να καλύπτει την έννοια την οποία περιγράφει. Αυτό όμως δεν εξηγεί ούτε τους λόγους που αναπτύχθηκε τη τεχνολογία, ή η επιστήμη, της τηλεματικής, ούτε τους τρόπους με τους οποίους επιτυγχάνεται. Έτσι, είναι απαραίτητη η πλαισίωση του ορισμού με τις αιτίες ανάπτυξής της, τις ανάγκες που καλείται να καλύψει και τους τρόπους που αντιμετωπίζει τις ανάγκες.
Η χρήση των τηλεπικοινωνιακών συστημάτων, σαν μέσο σύνδεσης των υπολογιστικών συστημάτων, άρχισε ως ιστορική ευκολία και αναπτύχθηκε βήμα - βήμα, χωρίς να αναθεωρεί την αρχική ευκολία, παίρνοντάς την σαν δεδομένη.
Η ίδια η σύνδεση, άλλωστε, των υπολογιστικών συστημάτων, είναι τηλεπικοινωνία και όσο αναπτύσσεται τόσο περισσότερο πλησιάζει την ολοκλήρωση της τηλεπικοινωνίας.
Από τις πρώτες κιόλας οργανωμένες κοινωνίες η ανάγκη της τηλεπικοινωνίας ήταν εμφανής και απορρόφησε μεγάλο μέρος της εφευρετικότητας της ανθρωπότητας. Η εμφάνιση των υπολογιστικών συστημάτων αποτέλεσε μια ακόμη εφαρμογή και ταυτόχρονα ένα ευρύτερο, παρά ποτέ, πεδίο έρευνας. Μια ακόμη αφορμή.
Αντίθετα από ότι φαίνεται σήμερα, η αρχική χρήση των τηλεπικοινωνιών για τη σύνδεση υπολογιστικών συστημάτων είχε οικονομικά αίτια και όχι την ανάγκη της τηλεπικοινωνίας, η οποία έτσι ή αλλιώς ήταν ήδη δεδομένη από την ανάπτυξη του τηλεφώνου. Η οικονομική αυτή αρχή, δηλαδή της χρησιμοποίησης υπολογιστικών πόρων (υλισμικού και λογισμικού) που ήταν αδύνατο να έχει ο κάθε χρήστης στην κατοχή του, οδήγησε στη σύνδεση του χρήστη με το κεντρικό σύστημα με τέτοιο τρόπο ώστε να είναι δυνατή η χρήση του συστήματος από πολλούς ταυτόχρονα, με αποτέλεσμα τη διαίρεση του κόστους. Προκειμένου να μην εγκατασταθούν νέες καλωδιώσεις, και πάλι για λόγους κόστους, χρησιμοποιήθηκαν τα ήδη απλωμένα καλώδια, δηλαδή οι τηλεφωνικές γραμμές.
Τα δύο αυτά οικονομικά στοιχεία, δηλαδή η κατανομή του κόστους χρήσης ακριβών συστημάτων και η εκμετάλλευση της υπάρχουσας τηλεπικοινωνιακής υποδομής, εξακολουθούν να κυριαρχούν στην τηλεματική και να τη χαρακτηρίζουν.
Η τηλεματική δεν ταυτίζεται με τη δικτύωση. Είναι δυνατό να υπάρχουν τηλεματικές δικτυακές διατάξεις, όμως υπάρχει σαφής διάκριση της δικτύωσης από την τηλεματική.
Αυτή η πρώτη ανάγκη απομακρυσμένης σύνδεσης υπολογιστικών συστημάτων εξελίχθηκε σε δυο κατευθύνσεις. Από τη μια η ανάπτυξη οδηγείται σε ολοένα περισσότερο πολύπλοκα συστήματα, με πορεία προς την ολοκληρωμένη επικοινωνία, και από την άλλη στην απλούστευση, τη σύνδεση δηλαδή πολύ απλών συστημάτων. Ως πολυπλοκότητα θεωρούμε τη συνεργασία πολλών και ετερογενών συστημάτων, ενώ ως απλούστευση τη σύνδεση ομοιογενών και με περιορισμένη αποστολή συστημάτων. Και στις δύο περιπτώσεις η ανάγκη που τείνει να ικανοποιηθεί είναι η ανάγκη της τηλεκατεύθυνσης και του τηλεχειρισμού. Αυτό και πάλι έχει οικονομική βάση, αυτή της εξοικονόμησης ανθρώπινων πόρων για την επίτευξη του ίδιου ή μεγαλύτερου όγκου παραγωγής αγαθών και υπηρεσιών.
Έτσι στην έννοια της τηλεματικής περιλαμβάνεται και η ενεργοποίηση μιας ηλεκτρικής συσκευής στο εξοχικό σπίτι, χρησιμοποιώντας μια ηχητική συσκευή που δίνει εντολή από την τηλεφωνική συσκευή, όπως ακριβώς περιλαμβάνεται και η τηλεδιάσκεψη.
Η ανάπτυξη της πληροφορικής, των υπολογιστικών συστημάτων δηλαδή, ακολούθησε τις θεωρητικές αναλύσεις των μεγάλων μαθηματικών Jon von Neuman και Norbert Wiener, που δημιούργησαν το θεωρητικό υπόβαθρό της και το ονόμασαν "Κυβερνητική". Η πρώτη εμφάνιση της Κυβερνητικής φέρει σαν επεξήγηση "έλεγχος και επικοινωνία στις μηχανές, τα ζώα και τον άνθρωπο".
Η επιστημονική μεθοδολογία της Κυβερνητικής βασίζεται στην ανάλυση της επικοινωνίας με βασικό μέλημα την πιστότητά της. Για την Κυβερνητική η ανάλυση της επικοινωνίας γίνεται μεταξύ δύο διατάξεων (συστημάτων) που μεταβιβάζουν πληροφορία η μια στην άλλη. Αυτή που στέλνει την πληροφορία ονομάζεται πομπός και αυτή που δέχεται την πληροφορία, δέκτης. Η πληροφορία περιέχεται στο μήνυμα, το οποίο θεωρείται ως μεταβίβαση ενέργειας από τον πομπό στο δέκτη. Η ενέργεια αυτή θεωρείται μήνυμα όταν περιέχει κωδικοποιημένη πληροφορία, την οποία ο δέκτης μπορεί να αντιληφθεί μόνο αν αποκωδικοποιήσει το μήνυμα.
Πληροφορία, όμως, είναι η ενέργεια που προκαλεί μεταβολή στο δέκτη. Μεταβολή στη θέση ή τις ιδιότητες του δέκτη, όπως την εννοεί ο πομπός, αποτελεί πληροφορία.
Είναι προφανές ότι για τη μεταβίβαση της ενέργειας είναι απαραίτητη η σύνδεση του πομπού με το δέκτη με το κατάλληλο μέσο. Για παράδειγμα η σύνδεση δύο συστημάτων με το νερό ως μέσο, είναι σε θέση να μεταβιβάσει θερμική ενέργεια, αν όμως είναι απεσταγμένο, δεν μπορεί να μεταφέρει ηλεκτρική ενέργεια.
Επειδή πρόκειται για μεταβίβαση κυματικής ενέργειας, που έχει τέτοια μορφή για να μπορεί να μεταφέρει κωδικοποιημένες σύνθετες πληροφορίες, μέσα στον πραγματικό κόσμο, που το μέσο δεν είναι παντελώς απομονωμένο, ο δέκτης λαμβάνει ενέργεια όμοιας κυματικής μορφής από το περιβάλλον, με αποτέλεσμα η αποκωδικοποίηση να μην είναι εύκολη υπόθεση. Θόρυβος και παράσιτα αλλοιώνουν την περιεχόμενη πληροφορία.
Παράσιτα, που μπορεί να εννοηθούν σαν μεταβίβαση όμοιας μορφής κυματικής ενέργειας από άλλους πομπούς σε άλλους δέκτες.
Και θόρυβος, που αποτελείται από κυματικές μορφές ενέργειας που παράγονται χωρίς πρόθεση από τη λειτουργία και μόνο κάποιων συστημάτων.
 
 
Η δομή της επικοινωνίας, είτε φυσικής είτε αναλογικής, εκτός από τις επιδράσεις του θορύβου και των παρασίτων, υπόκειται στις επιταγές του συγχρονισμού.Ο Αριστοτελικός ορισμός του χρόνου[13], που φαίνεται αξεπέραστος, μοιάζει να έχει εφαρμογή και στην περίπτωση της επικοινωνίας. Μερικά εξωπραγματικά παραδείγματα μπορούν να εξηγήσουν καλύτερα την έννοια του χρόνου και τη δραστική του συμμετοχή στην επικοινωνία.
Είναι προφανές ότι εάν ένας καθηγητής αρχίσει τη διάλεξή του μια ώρα πριν την έναρξη ή μια ώρα μετά τη λήξη του μαθήματος, δεν πρόκειται να τον ακούσει κανείς, όσο σημαντικά και αν έχει να πει.
Το ίδιο συμβαίνει με ένα δίσκο 33 στροφών, που προσπαθούμε να τον ακούσουμε σε ένα μηχάνημα που γυρίζει στις 10 ή στις 78 στροφές. Σε καμιά περίπτωση δεν θα ακούσουμε τη μελωδία και το ρυθμό που έχει γραφεί ο δίσκος.
Αντίθετα, αν το κείμενο ή η μουσική γραφεί στο χαρτί, τότε ο αναγνώστης καθορίζει την ταχύτητα ανάγνωσης.
Στην ψηφιακή επικοινωνία, τα δυαδικά ψηφία με τα οποία λειτουργεί ο υπολογιστής μετατρέπονται σε ήχους, οξύς και βαρείς που καθορίζουν την αξία των ψηφίων (0 και 1). Δυό διαδοχικά ίδια ψηφία (0 ή 1) που έχουν μετατραπεί σε ήχους, δηλαδή συχνότητες (κινήσεις), αν δεν υπάρχει ένα χρονικό σύστημα μέτρησης της διάρκειάς τους δεν θα ήταν δυνατό να ξεχωρίσει κανείς αν πρόκειται για ένα ή δύο ψηφία.
Το ζήτημα περιπλέκεται περισσότερο όταν τα δύο υπολογιστικά συστήματα ανταλλάσσουν ζωντανό ήχο ή ζωντανή εικόνα. Στη μεν ζωντανή εικόνα το πρόβλημα του συντονισμού λύνεται εύκολα μειώνοντας το ρυθμό εναλλαγής των εικόνων, οπότε φαίνεται μεν η καθυστέρηση στην άφιξή τους δεν επηρεάζει όμως την ποιότητα της επικοινωνίας, στο δε ζωντανό ήχο υπάρχει σοβαρό πρόβλημα, που μέχρι σήμερα δεν έχει λυθεί οριστικά. Ενώ η εικόνα καταγράφεται, όπως θα μπορούσε να καταγραφεί στο χαρτί ο λόγος ή η μουσική, και διαβάζεται στη συνέχεια, ο ήχος, όταν αφορά αμφίδρομη επικοινωνία, απαιτεί σχεδόν απόλυτο συντονισμό.
Τεράστια ποσά δαπανώνται για την έρευνα, προκειμένου να λυθούν τα ζητήματα του συγχρονισμού των επικοινωνιών και κατά καιρούς προτείνονται διάφορες λύσεις, όλες όμως έχουν σαν όριο (το οποίο όταν εμφανίζονται οι προτεινόμενες λύσεις δεν είναι σαφές) της χωρητικότητας των γραμμών που υπάρχουν.
Έχει παρατηρηθεί ότι όσο αποτελεσματικότερη είναι μια λύση τόσο περισσότεροι θα τη χρησιμοποιήσουν, οπότε, καταναλώνοντας τη διαθέσιμη χωρητικότητα των γραμμών, θα καταστήσουν και τη λύση αυτή αναποτελεσματική.
Η επίτευξη τηλεματικής επικοινωνίας απαιτεί:
·        Υλισμικό
·        Λογισμικό
·        Γραμμές επικοινωνίας
·        Δέκτες και πομπούς

Υλισμικό (Hardware)

Είναι προφανές ότι απαιτείται ένα υπολογιστικό σύστημα κατάλληλο για να επεξεργάζεται τις πληροφορίες που αφορούν την επικοινωνία (να μπορεί να αποστέλλει και να δέχεται πληροφορίες από άλλα υπολογιστικά συστήματα) με τρόπο ώστε οι πληροφορίες αυτές να μπορούν να χρησιμοποιηθούν από άλλα συστήματα, μηχανικά[15] ή ανθρώπινα[16].
Στο υλισμικό ανήκει και το υποσύστημα του κωδικοποιητή - αποκοωδικοποιητή[17], που καλείται να μετατρέψει την ψηφιακή επικοινωνία σε ηχητική (από την πλευρά του πομπού) και την ηχητική σε ψηφιακή (από την πλευρά του δέκτη)[18]. Υπάρχουν διάφοροι τύποι τέτοιων συσκευών (MoDem) με διαφορετικά χαρακτηριστικά και κατάλληλες για διαφορετικές απαιτήσεις ακρίβειας και ταχύτητας, πάντοτε όμως στηρίζονται στην ίδια αρχή της επικοινωνίας.
Οι συσκευές, που κάθε μέρα ανακαλύπτονται, έχουν σα στόχο την ολοένα και περισσότερο πληρέστερη επικοινωνία των μηχανών και των ανθρώπων μεταξύ τους. Η βάση της ανάπτυξης είναι η αύξηση της ταχύτητας και της αξιοπιστίας της επικοινωνίας.
Όσο αυξάνεται η ταχύτητα επικοινωνίας των υπολογιστικών συστημάτων τόσο αυξάνει η ζήτηση για μεταφορά πληροφοριών και από πλευράς όγκου, από τον κάθε χρήστη, και από πλευράς αριθμού χρηστών. Ταυτόχρονα, οι συσκευές αναπτύσσονται έχοντας υπόψη την έλλειψη διαθεσιμότητας γραμμών και έτσι κατασκευάζονται με χαρακτηριστικά που εξοικονομούν, με διάφορους τρόπους, τις διαθέσιμες γραμμές.
Ένα από τα χαρακτηριστικά που ενσωματώθηκαν στις συσκευές επικοινωνίας είναι η συμπίεση και αποσυμπίεση των πληροφοριών. Με βάση τις προηγούμενες αρχές της επικοινωνίας, είναι προφανές ότι απαιτείται οι συσκευές (MODEM) πρέπει και στα δύο άκρα (που συνδέουν δυο υπολογιστικά συστήματα) να χρησιμοποιούν τους ίδιους αλγόριθμους[19] συμπίεσης και αποσυμπίεσης, αφού πρόκειται για κωδικοποίηση, έστω και πολύπλοκη.
Προκειμένου να μην απαιτείται η αγορά των ίδιων ακριβώς συσκευών και στα δύο άκρα, οι συσκευές MODEM που μπορεί κανείς να προμηθευτεί από την αγορά φέρουν διάφορα χαρακτηριστικά, τα οποία συχνά έχουν υιοθετηθεί από διάφορους οργανισμούς τυποποίησης και αποτελούν τυπικά χαρακτηριστικά, δηλαδή πρότυπα (standards), όπως για παράδειγμα V32, V42, V42 bis κλπ. Στην πραγματικότητα αυτά τα τυπικά χαρακτηριστικά εκφράζουν τις δυνατότητες, περισσότερο, και λιγότερο τον τρόπο επικοινωνίας.
Ο τρόπος επικοινωνίας, εκτός από τα κοινά πρότυπα, ακολουθεί και ένα πρωτόκολλο[20], το οποίο επίσης είναι συνήθως ενσωματωμένο στο υλισμικό.
Ανάλογα με τα πρότυπα και τα πρωτόκολλα που θα επιλεγούν, προκειμένου να λειτουργήσει η σύνδεση, πρέπει να υπάρχει και η κατάλληλη τηλεφωνική γραμμή. Το σύνολο που αποτελείται από τα υπολογιστικά συστήματα, τις συσκευές επικοινωνίας και τις γραμμές, έχει πρακτικά άπειρους συνδυασμούς, με διαφορετικό κόστος, κάθε φορά.

Λογισμικό (Software)

Με τον όρο λογισμικό (Software) εννοούνται τα διάφορα προγράμματα τα οποία ο χρήστης ενός υπολογιστικού συστήματος μπορεί, όποτε αυτός θέλει, να θέτει σε λειτουργία.
Με τον όρο πρόγραμμα εννοούνται σειρές από αλγορίθμους οι οποίοι θέτουν σε λειτουργία διάφορα εξαρτήματα, σε επιλεγμένους ρυθμούς.
Για να ενεργοποιηθούν τα χαρακτηριστικά, τα πρωτόκολλα και οι δυνατότητες του υλισμικού (Hardware) απαιτείται η εγκατάσταση κει λειτουργία κατάλληλου λογισμικού (Software). Η αποστολή του δεν περιορίζεται στην επιλογή των χαρακτηριστικών του υλισμικού που θα τεθούν σε λειτουργία, ούτε στον τρόπο με τον οποίο θα λειτουργήσουν. Το λογισμικό επεκτείνεται, και μάλιστα ολοένα και περισσότερο, στη διευκόλυνση του χρήστη και μάλιστα σε δύο τουλάχιστον κατευθύνσεις:
·        Τη διαφάνεια, και
·        Την κατανόηση.
Ο αδόκιμος, κατά τη γνώμη μου, όρος διαφάνεια υπονοεί την ενεργοποίηση λειτουργιών του υλισμικού οι οποίες επιφέρουν ένα επιθυμητό αποτέλεσμα, χωρίς να χρειάζεται, από την πλευρά του χρήστη, να είναι γνωστές αυτές οι λειτουργίες. Με τον τρόπο αυτό ο χρήστης επικεντρώνεται στο επιθυμητό αποτέλεσμα, στην περίπτωση της τηλεματικής την πληρέστερη δυνατή επικοινωνία, χωρίς να χρειάζεται να γνωρίζει οποιοδήποτε από τα τεχνικά χαρακτηριστικά και την εσωτερική τους λειτουργία.
Η κατανόηση συμπληρώνει με παράλληλο τρόπο τη διαφάνεια. Ενώ η διαφάνεια αποτελεί μια διαδικασία "απόκρυψης" των εσωτερικών λειτουργιών του εξοπλισμού, η κατανόηση προσπαθεί να κάνει κατανοητές όσο το δυνατό περισσότερες εσωτερικές λειτουργίες του εξοπλισμού και κατά συνέπεια κατανοητές.
Οι δύο αυτές τάσεις λειτουργίας είναι συμπληρωματικές και όχι ανταγωνιστικές. Αρκεί να γίνει κατανοητό ότι ο μέσος χρήστης δεν έχει κανένα σκοπό να κατανοήσει τη λειτουργία των ηλεκτρονικών κυκλωμάτων που απαιτούνται, ενώ ταυτόχρονα επιθυμεί να επιτύχει το καλύτερο επικοινωνιακό αποτέλεσμα, τόσο από άποψη ταχύτητας, όσο και από άποψη αξιοπιστίας.
Οι κατασκευαστές λογισμικού, ανταποκρινόμενοι στις επιθυμίες των πιθανών  "πελατών" τους, έχουν αναπτύξει "προγράμματα" που προσπαθούν να ικανοποιήσουν τις δύο αυτές τάσεις επιθυμιών, με γνώμονα πάντοτε την ταχύτητα και την αξιοπιστία.
Η επιθυμία για κατασκευή προγραμμάτων που να ενεργοποιούν στο μέγιστο δυνατό τα χαρακτηριστικά και τις δυνατότητες του εξοπλισμού με τρόπο που να το επιτρέπει  σε όλους, μεγιστοποιώντας κάθε φορά τη διαφάνεια, οδηγεί σε προγράμματα "φιλικά στο χρήστη", με άλλα λόγια σε προγράμματα που επιτρέπουν τη χρήση σε όλους, ακόμη και σε αυτούς που δεν γνωρίζουν τι είδους εξοπλισμός ενεργοποιείται, για ποιο λόγο και με ποιόν τρόπο. Τα προγράμματα αυτά διαφημίζονται σαν "φιλικά στο χρήστη" (user friendly) και χαρακτηρίζονται από την ελαχιστοποίηση των παρεμβάσεων του χρήστη.
Η επιθυμία για μεγιστοποίηση της ταχύτητας και της αξιοπιστίας, όμως, είναι αδύνατο να ικανοποιηθεί χωρίς τις ανάλογες "ρυθμίσεις" που μπορεί να επιτύχει το λογισμικό (ενεργοποιώντας ανάλογες λειτουργίες του υλισμικού). Ο χρήστης είναι αναγκασμένος να "ρυθμίσει" ανάλογα με τις συνθήκες κάτω από τις οποίες λειτουργεί το υπολογιστικό του σύστημα, τόσο το ίδιο το σύστημα, όσο και τον επικοινωνιακό εξοπλισμό. Επειδή είναι προφανές ότι όσο λιγότερη εκπαίδευση απαιτείται για τη χρήση ενός προγράμματος, τόσο περισσότερους πελάτες είναι δυνατό να αποκτήσει, οι κατασκευαστές των προγραμμάτων προσπαθούν να προσελκύσουν πελάτες με τρεις τρόπους, που τους χρησιμοποιούν ταυτόχρονα (με διαφορετική έκταση για το κάθε πρόγραμμα).
·        Χρησιμοποιούν μια "εικονιστική" απλοποίηση.
·        Προσπαθούν να αφαιρέσουν όλα τα ενδιάμεσα στάδια και ρυθμίσεις.
·        Δίνουν οδηγίες, τυπωμένες και ηλεκτρονικές, προκειμένου να καθοδηγηθεί ο κάθε χρήστης, χωρίς να υπεισέρχονται στην αιτιολόγηση των ενεργειών του.
Τα τρία αυτά χαρακτηριστικά συνοψίζονται στο λεγόμενο "user interface", Με άλλα λόγια το μεσάζοντα ανάμεσα στο υλισμικό, τις απαιτήσεις του λογισμικού και τον ίδιο το χρήστη.

Αντιδράσεις: