《計算機網絡技術》第二章課后習題答案（全）

1.消息和信息的各自概念是什么？兩者之間有何關系？
答： 消息：人類能感知的描述。
信息：消息中所包含的有意義的內容。
關系：消息是信息的載體。

2.什么是數據通信？
答： 數據通信的概念是相對于電話通信、電視廣播通信等傳統通信業務而言的，是在計算機出現之后，通信與計算機相結合而產生的一種通信業務。

3.模擬信號和數字信號的區別是什么？
答： 模擬信號的自變量可以是連續的，也可以是離散的，但其因變量一定是連續的。
數字信號的因變量和自變量都是離散的。

4.畫出通信系統的一般模型，并簡述每個部分的主要功能。
答：

信源：是將消息轉換為電信號的設備。
發送設備：作用是將信源產生的信號進行適當的變換。
信道：是信號傳輸的媒介。
噪聲：自然界和通信設備中所固有的，對通信信號產生干擾和影響的各種信號。
接收設備：用于完成發送設備的反變換，即進行譯碼和解調，還原原始的發送信號。
信宿：是信號的終點，并將信號轉換為人們能識別的消息。

5.簡述單向通信、雙向交替通信和雙向同時通信的特點。并各舉一種實際應用。
答：（1）單向通信
任何時間都只能有一個方向的通信，沒有反方向的交互。無線電廣播。
（2）雙向交替通信
通信的雙方都可以發送信息，但不能雙方同時發送（或同時接收），這種通信方式往往是一方發送另一方接收，如無線對講機系統。
（3）雙向同時通信
通信雙方可以同時發送和接收信息，如電話網、計算機網絡等。

6.什么是串行通信和并行通信？各自應用于什么樣的領域？
答：串行通信只為信息傳輸設置一條信道，數據的一個字節的每一個bit（位）依次在這條通道上傳輸。速度相對通信慢，一般應用于長距離數據傳輸。比如計算機與鍵盤、鼠標、移動存儲介質等外圍設備間數據傳送，以及更遠距離的通信過程。RS-232接口和USB接口。
并行通信是為一個字節的每一個bit（位）都設置一個傳輸通道，全部bit（位）同時進行傳送。不適用于長距離的傳輸。一般只在計算機內部元器件之間進行并行傳輸方式，如計算機與存儲器的總線傳輸。

7.簡述異步傳輸和同步傳輸的基本原理。
答：異步傳輸
以字符為單位獨立進行發送，依次傳輸一個字符，每個字符用5～8bit來表示，在每個字符前面加一個起始位，以指明字符的開始，每個字符后面增加1個或2個停止位，以指明字符的結束；無字符發送時，發送方就一直發送停止位。接收方根據起始位和停止位判斷字符的開始和結束，并以字符為單位接收數據。
同步傳輸
以數據塊為單位進行發送。每個數據塊內包含多個字符，每個字符可以用5～8bit標識；每個數據塊的前面加一個起始標志，以指明數據塊的開始，在其后面加一個結束標志，以指明數據塊的結束。接收方根據其實標志和結束標志以數據塊為單位進行接收。

8.對于模擬通信系統和數字通信系統，衡量通信的有效性和可靠性都有那些指標？
答：用來衡量數據通信系統有效性的指標主要有帶寬、碼元速率、信息速率和頻帶利用率等；衡量可靠性的指標主要是信噪比和誤碼率，模擬通信和數字通信有著不同的評價指標。
對于模擬通信系統，主要用帶寬來評價通信的有效性。模擬通信系統的可靠性常用接收端最終輸出有用信號的功率與噪聲功率的比值（簡稱信噪比）來度量，信噪比越高，表示系統傳輸的信號收到的損害越小，通信的可靠性就越高。

9.信道帶寬和信號傳輸帶寬的含義是什么？
答:信號帶寬是信道的固有特性，只與信道的介質有關系，從數值上等于信道中所能通過模擬信號最高頻率和最低頻率之間的差值；而信號傳輸帶寬是某種通信業務信號頻率的最高分量和最低分量之間的差值，單位都是赫茲（HZ）。

10.若某通信系統數字信號的碼元長度為10-6s，采用八進制數字傳輸，試求該系統的碼元速率和信息速率。
解：碼元速率=1/碼元長度=106（Baud）
信息速率=碼元速率×log2M=3×106（bit/s）

11.低通模擬信號和帶通模擬信號的抽樣定理各是什么？
答:低通信號的抽樣定理定義為：對于一個頻帶有限模擬信號f（t），假設其頻帶為（0，fh），若以抽樣頻率fh ≥2fh，即抽樣間隔T≤fh /2，則信號f（t）將被抽樣值完全確定，即抽樣后的離散信號包含了原模擬信號的全部信息，接收端能夠從中恢復f（t）。如果抽樣頻率fs<2 fh，則會產生混疊失真，無法還原原信號。能夠滿足無失真抽樣的最小抽樣頻率fs=2 fh稱為奈奎斯速率，與之相對應的最大抽樣時間間隔T=1/2 fh稱為奈奎斯時間間隔。
帶通信號的抽樣定理定義為：對于一個頻帶限定在ft～fh內，帶寬為B=fh-ft的帶通模擬信號f（t），如果對它進行的最小抽樣頻率滿足

fs=2B（1+k/n）

其中，n為fh/B的整數部分，k為fh/B的小數部分，則f（t）可以被抽樣值完全確定。

12.假設信息碼為二進制符號序列10110110，請分別畫出對應的單極歸零碼、雙極歸零碼、差分碼、曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼的信號波形。
答:
（原諒博主的多年手殘的渣畫技）

13.請簡述振幅鍵控（ASK）、頻移鍵控（FSK）、和相移鍵控（PSK）的基本原理。
答:①振幅鍵控（ASK）：通過改變載波信號的振幅來表示數字信號0和1。
②頻移鍵控（FSK）：通過改變載波信號的頻率來表示數字信號1和0。
③相移鍵控（PSK）：通過改變載波信號的初始相位來表示數字信號1和0。

14.什么是信道？信道有哪幾種主要分類？每一類的特點是什么？
答:信道是通信系統中連接發送端與接收端的通信設備，實現從發送端到接收端的信號傳送。信道的定義分為廣義信道和狹義信道。狹義信道僅指信號傳輸介質；廣義信道包括信號傳輸介質和通信系統的一些變換裝置，如發送設備、接收設備、天線和調制器等。通常，在討論通信一般原理時，采用廣義信道；在研究信道的一般特性時，主要考慮狹義信道。狹義信道又可以分為有線信道和無線信道兩大類。

15.多路復用的主要目的是什么？目前主要的多路復用技術有哪些？
答:多路復用的目的就是充分利用信道的資源，提高信道的利用率，提高通信的效率。目前的數據通信系統中使用的多路復用技術主要有時分復用、頻分復用、波分復用和碼分復用等。

16.常用的差錯控制方法有哪些？各有什么特點？
答:常用的差錯控制方式包括檢錯重發、前向糾錯、反饋校驗和檢錯丟棄4種基本方式。
檢錯重發的特點是簡單、可以有效糾正突發錯誤和嚴重的信道干擾。但是需要反饋信道，實時性較差。
前向糾錯不僅可以檢測數據傳輸過程中是否發生錯誤，而且可以定位錯誤并加以糾正。比較適用于單工數據通信系統或者對實時性要求較高的數據通信系統等。
反饋校驗方式的優點是原理簡單，易于實現，無需差錯編碼，缺點是需要相同傳輸能力的反向信道，傳輸效率低，實時性差。
檢錯丟棄不糾正出錯的數據，而是直接丟棄錯誤數據。通常適用于容許一定比例的差錯存在，對實時性要求較高的系統。

17.什么是奇偶校驗碼？其優缺點是什么？
答:奇偶校驗碼包括奇校驗碼和偶校驗碼，是一種最簡單的檢錯碼。
奇偶檢驗碼的優點是編碼簡單、編碼效率高，是開銷最小的檢錯編碼，但缺點是檢錯率不高。

18.什么是數據交換？有哪幾種交換方式？
答:數據交換是多結點的通信網絡中實現數據傳輸的有效手段，常見的數據交換方式有：電路交換方式和存儲-轉發方式兩大類，其中存儲-轉發方式又可以分為報文交換和分組交換兩種方式。

19.請簡述電路交換、報文交換及分組交換的區別。
答:電路交換技術的優點是在通信過程中可以保證為用戶提供足夠的帶寬，并且實時性強，時延小，交換設備成本較低，但同時帶來的缺點是網絡的帶寬利用率不高，一旦電路被建立不管通信雙方是否處于通話狀態，分配的電路都一直被占用。
報文交換技術和分組交換技術類似，也是采用存儲轉發機制，但報文交換是以報文作為傳送單元，由于報文長度差異很大，長報文可能導致很大的時延，并且對每個節點來說緩沖區的分配也比較困難，為了滿足各種長度報文的需要并且達到高效的目的，節點需要分配不同大小的緩沖區，否則就有可能造成數據傳送的失敗。在實際應用中報文交換主要用于傳輸報文較短、實時性要求較低的通信業務，如公用電報網。報文交換比分組交換出現的要早一些，分組交換是在報文交換的基礎上，將報文分割成分組進行傳輸，在傳輸時延和傳輸效率上進行了平衡，從而得到廣泛的應用。
電路交換技術主要適用于傳送話音相關的業務，這種網絡交換方式對于數據業務而言，有著很大的局限性。首先數據通信具有很強的突發性，峰值比特率和平均比特率相差較大，如果采用電路交換技術，若按峰值比特率分配電路帶寬則會造成資源的極大浪費，如果按照平均比特率分配帶寬，則會造成數據的大量丟失。其次是和語音業務比較起來，數據業務對時延沒有嚴格的要求，但需要進行無差錯的傳輸，而語音信號可以有一定程度的失真但實時性一定要高。分組交換技術就是針對數據通信業務的特點而提出的一種交換方式。采用分組交換技術，在通信之前不需要建立連接，在通信過程中可以根據用戶的要求和網絡的能力來動態分配帶寬。分組交換比電路交換的電路利用率高，但時延較大。

20.請簡述虛電路網絡和電路交換有什么相同和不同之處。
答:虛電路交換與電路交換類似，兩者都是面向連接的，即數據按照正確的順序發送，并且在連接建立階段都需要額外開銷。但是，電路交換提供穩定的傳輸速率和延遲時間，而虛電路服務的傳輸速率和延遲時間取決于以下幾個因素。

• 網絡結點上分組隊列的長度。 ?
• 應用程序產生數據的速率。 ?
• 使用統計多路復用技術時，共享同一網絡資源的其他用戶的負荷。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的《计算机网络技术》第二章课后习题答案（全）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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