第一章 计算机网络概论习题参考答案 1.计算机网络可分为哪两大子网？它们各实现什么功能？ 计算机网络分为资源子网和通信子网 资源子网：负责信息处理（包括提供资源的主机 HOST 和请求资源的终端，它们都是信息 传输的源节点或宿节点，有时也通称为端节点） ； 通信子网：负责全网中的信息传递（由网络节点和通信链路组成） 2.计算机网络的发展可划分为哪几个阶段？每个阶段各有什么特点？ 可分为四个阶段 第一阶段为面向终端的计算机网络， 特点是由单个具有自主处理功能的计算机和多个没有自 主处理功能的终端组成网络 第二阶段为计算机-计算机网络，特点是由具有自主处理功能的多个计算机组成独立的网络 系统 第三阶段为开放式标准化网络， 特点是由多个计算机组成容易实现网络之间互相连接的开放 式网络系统 第四阶段为因特网的广泛应用与高速网络技术的发展， 特点是网络系统具备高度的可靠性与 完善的管理机制，网络覆盖范围广泛 3.早期的计算机网络中，哪些技术对日后的发展产生了深远的影响？ 早期的 ARPANET、TCP/IP、PDN 的技术对日后的发展产生了深远的影响 4.简述计算机网络的功能？ ①硬件资源共享：存储器、打印机等； ②软件资源共享：文件传送，数据库等； ③用户间信息交换：收发邮件收发消息等信息交换。
5. 名词解释：PSE：分组交换设备 PAD：分组装拆设备 NCC：网络控制中心 FEP：前端处理机 IMP：接口信息处理机 DTE：数据终端设备 DCE：数据电路终接设备 PDN：公用数据网 OSI：开放系统互连基本参考模型 HDLC：高级数据链路控制协议 SNA：系统网络结构 DNA：数字网络结构 WAN：广域网，远程网 LAN：局域网 SCS：结构化综合布线系统 NBS：美国国家标准局 ANSI：美国国家标准学会 ECMA：欧洲计算机制造商协会 IETF：Internet 工程任务组 IESG：Internet 工程指导小组 ITU：国际电报咨询委员会 CCITT，现已改名为国际电信联盟 ITU其中 ITU-U 是国际电信联盟电信标准化局第二章 计算机网络基础知识习题参考答案 1.简述模拟数据及数字数据的模拟信号及数字信号表示方法 （1）模拟信号是随时间连续变化的电流、电压或电磁波，可以利用某个参量（幅度，频率， 相位）来表示传输数据； 数字信号则是一系列离散的电脉冲，可利用某一瞬间状态 模拟信号和数字信号可通过参量(幅度)来表示： （2）模拟数据和数字数据的表示 模拟数据可以直接用对应的随时间变化而连续变化的模拟信号来表示， 也可经相应的转换设 备转换后用离散的数字信号表示。
数字数据可用二进制编码后的离散数字信号表示， 也可经转换设备转换后用连续变化的模拟 信号表示 2.简述 MODEM 和 CODEC 的作用 MODEM 将数字数据调制转换为模拟信号，使之在适合于模拟信号的媒体上传输；而 路的另一端；MODEM 再将模拟信号解调还原为原来的数字数据 CODEC 编码解码器， 将表示声音数据的模拟信号编码转换成二进制流近似表示的数字信号； 而路的另一端，CODEC 将二进制位流解码恢复成原来的模拟数据 3.什么是数据通信？数据通信是一种通过计算机或其它数据装置与通信线路，完成数据编码信号的传输、转接、 存储和处理的通信技术 4.数据传输速率与信号传输速率的单位各是什么？它们之间有什么关系？ （1）数据传输速率（每秒传输二进制信息的位数） ，单位是位/秒 bps 或 b/s， 计算公式: R=1/T×log2N(bps) T 为一个数字脉冲信号的宽度(全宽码)或重复周期(归零码)单位为秒； N 为一个码元（一个数字脉冲称为码元）所取的离散值个数通常 N=2K，K 为二进制信息的位数，K=log2N N=2 时，R=1/T，表示数据传输速率等于码元脉冲的重复频率。
（2）信号传输速率（单位时间内通过信道传输的码元数） ，单位是波特 Baud 计算公式: B=1/T (Baud) T 为信号码元的宽度，单位为秒． （3）对应关系式：R=B×log2N (bps) 或 B=R/log2N (Baud)5. 数据传输速率与信道容量的单位各是什么？它们之间有什么关系？ 信道传输速率和信道容量的单位都是位/秒 bps 或 b/s 信道容量表示一个信道的最大数据传输速率 区别：信道容量表示信道的最大数据传输速率，是信道传输数据能力的极限，而数据传输速 率是实际的数据传输速率 6.对于带宽为 6MHz 的信道,若用 4 种不同的状态来表示数据，在不考虑热噪声的情况下， 该信道的最大数据传输速率是多少？ [离散的信道容量：奈奎斯特(Nyquist)无噪声下的码元速率极限值 B 与信道带宽 H 的关系： B=2×H (Baud) 奈奎斯特公式--无噪信道传输能力公式：C=2×H×log2N (bps) H 为信道的带宽，即信道传输上、下限频率的差值，单位为 Hz；N 为一个码元所取的离散 值个数] 解：H=6M N=4 所以 C=2×H×log2N =2×6m×log24 =24Mbps。
7.信道带宽为 3KHz，信噪比为 30db，则每秒能发送的比特数不会超过多少？ [连续的信道容量：香农公式--带噪信道容量公式 C=H×log2(1+S/N) (bps) S 为信号功率，N 为噪声功率，S/N 为信噪比，通常把信噪比表示成 10 lg(S/N)分贝(dB)] ∵ 10 lg(S/N)=30 ∴lg(S/N)=3 S/N=1030/10=1000 H=3k∴ C= H×log2(1+S/N)=3k×log2(1+1000) =3k×log2 (1001) ≈3k×10=30k，得每秒发送的位数不超过 30K 8.采用 8 种相位、每种相位各有两种幅度的 PAM 调制方法， 问在 1200Baud 的信号传输速率 下能达到的数据传输速率为多少？ ∵N=8×2=16， 2H=B=1200，∴ C=2H×log2N=1200×log216=4800bps9.采用每种相位各有两种幅度的 PAM 调制方法，在带宽为 8KHz 的无噪信道上传输数字信 号，若要达到 64Kbps 的数据速率，问至少要多少种不同的相位？ ∵ C=64K，H=8K，C=2×H×log2N，∴ log2N=C/2H=64K/16K=4， N=16，至少要有 8 种不 同的相位。
10.简述异步传输方式与同步传输方式的区别P22、P27 异步传输以字符为传输单位，一次只传输一个字符（由 5-8 位数据组成） 每个字符有 1 个 起始位和 1 至 2 个停止位保证字符的同步，字符内以约定频率保证位同步，字符之间异步， 可有任意的空闲位 同步传输以数据块的帧为传输单位， 每帧以特殊的同步字符或位模式作帧头帧尾标志， 保证 帧同步，帧内用外加的同步信号或用从数据信号中提取的同步信号保证位同步 11.数据速率为 1200bps，采用无校验、1 位停止位的异步传输，问 1 分钟内最多能传输多少 个汉字（双字节）？因为每秒传输 1200 位，每传送 1 字节需 10 位，所以每分钟最多能传送的汉字为 1200×60/20=3600 12.分别用标准曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码画出 1011001 的波形图曼彻斯特编码，每一位的中间有一跳变，位中间的跳变既作时钟信号，又作数据信号；从高 到低跳变表示"1"，从低到高跳变表示"0" 差分曼彻斯特编码，每位中间的跳变仅提供时钟定时，而用每位开始时有无跳变表示"0"或 "1"，有跳变为"0"，无跳变为"1" 注：由于不会画图，只能参考课本图片，以参考编码画法，请谅解。
13.采用曼彻斯特编码的 10Mbps 局域网的波特率是多少？因为曼彻斯特编码每码元传送 1/2 位，所以 R=B×1/2， 2R=B， B=20M 14.简述异步传输方式的字符格式，并说明各部分的作用异步传输方式中，每字符以 1 位逻辑 0 为起始，以 1 或 2 位逻辑 1 为终止，凡从终止位或任 意空闲位的 1 转为 0 确定为字符的开始， 按约定的频率确定约定的 5 至 8 位的数据位， 如果 有约定的 1 位校验位则按约定的算法作差错检测 参考：群同步传输每个字符由四部组成 1)1 位起始位，以逻辑"0"表示；2)5～8 位数据位，即要传输的字符内容； 3)1 位奇偶校验位，用于检错；4)1～2 位停止位，以逻辑"1"表示,用作字符间的间隔15.信源以字节（8 比特）为单位传输数据，若数据速率为 B（bps） ，对下列两种情况分别计 算有效数据传输速率： （1）异步串行传输，不用校验位、使用 1 位停止位 因为每 8 位字节要额外附加 2 位，所以有效数据传输速率最大可达 B×8/10=0.8B （2）同步串行传输，每帧包含 48 位控制位和 4096 位数据位 有效数据传输速率为 B×4096/(48+4096)=B×4096/4144≈0.988B 16.在相同数据速率下，分别采用异步协议和同步协议传输大批量数据，问两者的传输效率 之比约为百分之几？ 分析：异步协议的有效数据传输效率为 8 位数据位/10 位总数据位=8/10；同步协议的有效数 据传输效率为有效数据位（可达几千位）/（有效数据位+帧头帧尾及其他相关控制位，数值 很小） （约数） 异步协议和同步协议的有效数据传输效率的百分比= =1/1 ； （8/10） /1×100%=80% 答：在相同数据速率下，异步协议和同步协议的有效数据传输效率的百分比为 80% 17.对于带宽为 4KHz 的语音信号，采用量化级别为 128 的 PCM 方法编码，问所产生的二进 制位起码要用多大传输速率的信道才能传输？ 分析：由采样定理：Fs≥2Bs，其中 Fs 为采样频率，2Bs 为原始信号带宽（与 H 相同） ，信道 容 量 C=Fs·log2N≥2Bs·log2N ； 因 为 H=4KHz ， N=128 ， 所 以 由 奈 奎 斯 特 公 式 得 C=2×4K×log2128=56Kbps 答：起码要用 56Kbps 传输速率的信道才能传输所产生的二进制位 18.简述 FDM、TDM、WDM 的实现原理。
FDM（频分多路复用）是在物理信道的可用带宽超过单个原始信号所需带宽情况下，将该 物理信道的总带宽分割成若干个与传输单个信号带宽相同（或略宽）的子信道，每个子信道 传输一路信号的频分多路复用技术 多路原始信号在频分复用前， 先要通过频谱搬移技术将 各路信号的频谱搬移到物理信道频谱的不同段上， 使信号的带宽不相互重叠， 可通过采用不 同的载波频率进行调制来实现，为了防止相互干扰，使用保护带来隔离每一个通道，保护带 是一些不使用的频谱区 TDM（时分多路复用）是若介质能达到的位传输速率超过传输数据所需要的数据传输速率 时， 将一条物理信道按时间分成若干个时间片轮流地分配给多个信号使用的时分多路复用技 术每一时间片由复用的一个信号占用，利用每个信号在时间上的交叉，就可以在一条物理 信道上传输多个数字信号 WDM（波分多路复用）是指在一根光纤中传输多种不同波长的光信号，由于波长不同，所 以各路光信号互不干扰，最后再用波长解复用器将各路波长分解出来的波分多路复用技术 根据每一信道光波的频率（或波长）不同可以将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道，把光 波作为信号的载波，在发送端采用波分复用器（合波器）将不同规定波长的信号光载波合并 起来送入一根光纤进行传。