Elementare Einführung in die Wahrscheinlichkeitsrechnung, Informationstheorie, stochastische Prozesse mit Warteschlangentheorie und CRC-Berechnungen für Computernetzwerke

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Die Motivation für dieses Buch liegt in der theoretischen Analyse der Leistungsmerkmale von Computer-Netzwerken, insbesondere am Beispiel des klassischen Ethernet mit seiner CSMA/CD-Zugriffsmethode. Das klassische Ethernet fungiert als ein Verbundsystem unabhängiger Computer, die mit bestimmten Wahrscheinlichkeiten den Übertragungskanal anfordern. Dadurch eignet es sich hervorragend, um die Verteilung dieser Anforderungen zu entwickeln und darzustellen. Auf den Erkenntnissen der Wahrscheinlichkeitsrechnung aufbauend, wird eine grundlegende Einführung in die Informationstheorie gegeben, um die Kanalkapazität nach Shannon zu erläutern. Im Anschluss folgt eine Einführung in stochastische Prozesse, die die Grundlagen der Warteschlangentheorie behandelt. Warteschlangen sind zentrale Datenstrukturen in der Computer-Kommunikation, weshalb eine wahrscheinlichkeitstheoretische Analyse von Single-Server- und Multi-Server-Warteschlangensystemen mit unterschiedlichen Warteraumkapazitäten erfolgt. Da Störungen auf dem Übertragungskanal häufig die gesendeten Zeichen beeinträchtigen, wird im letzten Kapitel erläutert, wie fehlerhafte Zeichen durch Hardware oder Software erkannt werden können. Hierbei wird der in der Praxis bevorzugte Polynomcode verwendet, der auf der modulo2-Arithmetik basiert und als zyklischer Redundanzcode (crc) bekannt ist.