院系院系學(xué)號(hào)姓名授課教師…………密………………封………………線…………… 第10頁（共10頁） 第9頁（共10頁）哈爾濱工業(yè)大學(xué)2017學(xué)年春季學(xué)期A卷試題題號(hào)一二三四五六七八九十總分得分閱卷人院系院系學(xué)號(hào)姓名授課教師……………密………封………線………… 第1頁（共10頁）本題得分一、判斷題（共10分，每小題1分）1、數(shù)字信號(hào)受時(shí)延失真影響較大。答：（√）2、NRZ編碼的局限在于具有直流成分、缺乏同步能力。答：（√）3、現(xiàn)場(chǎng)總線是數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)、開放互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、結(jié)構(gòu)與功能高度集中的系統(tǒng)。答：（×）4、使用EIA-485標(biāo)準(zhǔn)組網(wǎng)，共享介質(zhì)上只允許有一個(gè)驅(qū)動(dòng)器處于發(fā)送狀態(tài)。答：（√）5、在CAN總線中，報(bào)文標(biāo)識(shí)符值大的報(bào)文優(yōu)先級(jí)高。答：（×）6、傳統(tǒng)以太網(wǎng)中，IEEE802.3使用一種稱為二進(jìn)制指數(shù)退避的0堅(jiān)持算法。答：（×）7、在雙絞線中將線對(duì)絞合起來是為了減輕同一根電纜內(nèi)的相鄰線對(duì)之間的串音干擾。答：（對(duì)）8、模擬傳輸使用放大器增強(qiáng)信號(hào)能量，同時(shí)也增強(qiáng)了噪聲；數(shù)字傳輸使用轉(zhuǎn)發(fā)器/中繼器，消除了衰減問題，噪聲也不累積。答：（對(duì)）9、在IEC61158第4版（ED4.0）中包括PROFINET、EtherCAT、EthernetPowerlink、EPA和MODBUS-RTPS等多種實(shí)時(shí)以太網(wǎng)，其中EtherCAT由中國(guó)提出。答：（×）10、在采用星形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)中，一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)其它節(jié)點(diǎn)都能接收。答：（×）本題得分二、單選題（共10分，每小題1分）1、網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)相同層間通信使用的是：A. 服務(wù)B. 原語C. 接口D. 協(xié)議 答：（D）2、不同頻率的信號(hào)共享同一傳輸媒體（介質(zhì)）產(chǎn)生的噪聲稱為：A. 熱噪聲B. 互調(diào)噪聲C. 串?dāng)_D. 沖擊噪聲 答：（B）3、突發(fā)性差錯(cuò)的專有特征是：A. 孤立的差錯(cuò)狀態(tài)B. 只改變一個(gè)比特（位）C. 連續(xù)B位中第一和最后一個(gè)位以及任意多個(gè)中間位接收不正確D. 由白噪聲引起 答：（C）4、當(dāng)位（比特）流完全占滿整個(gè)鏈路時(shí)，鏈路上的位數(shù)量稱為：A. 鏈路的位長(zhǎng)度B. 線路利用率C. 傳輸時(shí)延D. 傳播時(shí)延 答：（A）5、Modbus中單個(gè)位訪問可讀可寫的數(shù)據(jù)類型（基本表/數(shù)據(jù)塊）是：A. 離散量輸入B. 線圈C. 輸入寄存器D. 保持寄存器 答：（B）6、下面哪種以太網(wǎng)幀類型支持VLAN？A. Q標(biāo)志幀B. 基礎(chǔ)幀C. 包裝幀 答：（A）7、ISO11898對(duì)CAN總線典型電平規(guī)定如下：A. 顯性：VCAN–H＝VCAN–L＝2.5V，Vdiff=0V；隱性：VCAN–H＝3.5V，VCAN–L=1.5V，Vdiff=2V。B. 隱性：VCAN–H＝VCAN–L＝2.5V，Vdiff=0V；顯性：VCAN–H＝3.5V，VCAN–L=1.5V，Vdiff=2V。C. 顯性：VCAN–H＝1.75V，VCAN–L=3.25V，Vdiff=-1.5V；隱性：VCAN–H＝4V，VCAN–L＝1V，Vdiff=3V。D. 隱性：VCAN–H＝1.75V，VCAN–L=3.25V，Vdiff=-1.5V；顯性：VCAN–H＝4V，VCAN–L＝1V，Vdiff=3V。 答：（B）8、在DeviceNet中，報(bào)文組被分為幾組？A. 2B. 3C. 4D.以上都不是答：（C）9、按照EIA485的規(guī)定，當(dāng)傳輸邏輯“0”時(shí)，在接收端，A線電位VA和B線電位VB之間需滿足條件：A. ～B. C. D. ～ 答：（C）10、SJA1000報(bào)文接受過濾公式[(ID.10-ID3)≡(AC.7-AC.0)]∨(AM.7-AM.0)中的符號(hào)“≡”和“∨”分別表示：A.按位同或，按位或B.按位與，按位異或C.按位或，按位與D.按位異或，按位同或答：（A）本題得分三、簡(jiǎn)答題（共38分）1、按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC61158給出現(xiàn)場(chǎng)總線的定義。（本題3分）答：安裝在制造或過程區(qū)域的現(xiàn)場(chǎng)裝置與控制室內(nèi)的自動(dòng)控制裝置之間的數(shù)字式、串行、多點(diǎn)通信的數(shù)據(jù)總線稱為現(xiàn)場(chǎng)總線。2、詳細(xì)比較OSI參考模型和TCP/IP參考模型的異同。（本題8分）答：共同點(diǎn)：都以協(xié)議棧概念為基礎(chǔ)，并且協(xié)議棧中的協(xié)議彼此相互獨(dú)立。兩個(gè)模型中各個(gè)層的功能也大致相似。傳輸層之上的各層都是傳輸層服務(wù)的用戶，并且是面向應(yīng)用的。 不同點(diǎn)：TCP/IP參考模型最初沒有明確區(qū)分服務(wù)、接口和協(xié)議，例如，互聯(lián)網(wǎng)層提供的真正服務(wù)只是發(fā)送IP數(shù)據(jù)包和接收IP數(shù)據(jù)包。OSI模型中的協(xié)議比TCP／IP參考模型的協(xié)議具有更好的隱藏性，在技術(shù)發(fā)生變化時(shí)能相對(duì)比較容易地替換掉；最初把協(xié)議分層的主要目的之一就是能做這樣的替換。 OSI參考模型產(chǎn)生在協(xié)議發(fā)明之前，這意味著該模型沒有偏向于任何特定的協(xié)議，因此非常通用；不利的方面是設(shè)計(jì)者在協(xié)議方面沒有太多的經(jīng)驗(yàn)，因此不知道該把哪些功能放到哪一層最好。TCP／IP卻正好相反。首先出現(xiàn)的是協(xié)議，模型實(shí)際上是對(duì)已有協(xié)議的描述。不會(huì)出現(xiàn)協(xié)議不能匹配模型的情況。唯一的問題是該模型不適合于任何其它協(xié)議棧。OSI模型有7層，而TCP/IP模型只有4層。OSI模型在網(wǎng)絡(luò)層支持無連接和面向連接的通信，但在傳輸層僅有面向連接的通信。TCP／IP模型在網(wǎng)絡(luò)層僅有一種通信模式（無連接），但在傳輸層支持兩種模式，給了用戶選擇的機(jī)會(huì)。3、給出高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制(HDLC)中幀的6個(gè)組成部分。（本題3分）答：標(biāo)志、地址、控制、信息、FCS、標(biāo)志。4、列出CAN總線的4種幀類型，給出CAN技術(shù)規(guī)范2.0A中遠(yuǎn)程幀的具體組成，并指出該遠(yuǎn)程幀不計(jì)填充位時(shí)有多少位？（本題6分）5、簡(jiǎn)述千兆位以太網(wǎng)與百兆位以太網(wǎng)相比，在基本CSMA/CD機(jī)制上主要做了哪些技術(shù)改進(jìn)？（本題6分）答：載波擴(kuò)充：在短MAC幀的末尾附加了一組特殊符號(hào)，使每個(gè)數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)度從10Mbps及100Mbps的最小512位時(shí)間提高到至少4096位=512字節(jié)時(shí)間，從而使發(fā)送相應(yīng)幀長(zhǎng)度所需的時(shí)間超過1Gbps下的傳播時(shí)延。幀突發(fā)：允許發(fā)送方將多個(gè)待發(fā)送的（短）幀級(jí)連在一起，直至達(dá)到最大限度，一次發(fā)送出去。6、簡(jiǎn)述不堅(jiān)持、1-堅(jiān)持和P-堅(jiān)持三種CSMA堅(jiān)持退避算法。（本題6分）答：不堅(jiān)持CSMA。假如介質(zhì)是空閑的，則發(fā)送。假如介質(zhì)是忙的，則等待一段隨機(jī)時(shí)間，重復(fù)第一步。1-堅(jiān)持CSMA。假如介質(zhì)是空閑的，則發(fā)送。假如介質(zhì)是忙的，繼續(xù)監(jiān)聽，直到介質(zhì)空閑，立即發(fā)送。假如沖突發(fā)生，則等待一段隨機(jī)時(shí)間，重復(fù)第一步。P-堅(jiān)持CSMA。假如介質(zhì)是空閑的，則以P的概率發(fā)送，或以（1—P）的概率延遲一個(gè)時(shí)間單位后重復(fù)處理。該時(shí)間單位等于最大的傳輸延遲。假如介質(zhì)是忙的，繼續(xù)監(jiān)聽直到介質(zhì)空閑，重復(fù)第一步。7、比較CAN、DeviceNet、EIA-485三種總線的最大總線長(zhǎng)度（最大傳輸距離）、最大網(wǎng)絡(luò)速度（最大傳輸速率）和最多允許節(jié)點(diǎn)數(shù)。（本題6分）答：CAN：最大總線長(zhǎng)度10km；最大網(wǎng)絡(luò)速度1Mbps；最多允許節(jié)點(diǎn)數(shù)110個(gè)。DeviceNet：最大總線長(zhǎng)度500m；最大網(wǎng)絡(luò)速度500kbps；最多允許節(jié)點(diǎn)數(shù)64個(gè)。EIA-485：最大總線長(zhǎng)度12km；最大網(wǎng)絡(luò)速度12Mbps；最多允許節(jié)點(diǎn)數(shù)32個(gè)。本題得分四、分別采用曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼對(duì)二進(jìn)制序列01000011進(jìn)行信號(hào)編碼，請(qǐng)畫出編碼后的信號(hào)波形，限定二進(jìn)制序列之前的信號(hào)電平為高電平。（本題6分）本題得分五、計(jì)算題（共25分）1、給定報(bào)文D=1101101001（10位），預(yù)定位（比特）序列（預(yù)定的除數(shù)）P=101011（6位），請(qǐng)采用模2運(yùn)算計(jì)算該報(bào)文對(duì)應(yīng)的CRC幀檢驗(yàn)序列R（5位）。（本題6分）2、已知CAN網(wǎng)絡(luò)使用的獨(dú)立CAN控制器SJA1000的晶振頻率為12MHz，若總線定時(shí)寄存器BTR0=11Hex，BTR1=AAHex，則CAN網(wǎng)絡(luò)的通信速率是多少？設(shè)CAN網(wǎng)絡(luò)中標(biāo)準(zhǔn)格式的數(shù)據(jù)幀包含6個(gè)字節(jié)有效數(shù)據(jù)，則其最小CAN中斷時(shí)間是多少？（相關(guān)表格參見附頁）（本題10分）3、設(shè)Modbus總線采用RTU模式進(jìn)行報(bào)文傳輸，每個(gè)報(bào)文幀內(nèi)包含8個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，報(bào)文幀的幀內(nèi)兩個(gè)字符（子幀）之間的時(shí)間間隔為5個(gè)位時(shí)間，報(bào)文幀的幀與幀之間的時(shí)間間隔為4個(gè)字符（子幀）時(shí)間，位速率為9600bps，求連續(xù)發(fā)送兩個(gè)RTU報(bào)文幀時(shí)兩次發(fā)送的起始時(shí)刻之間的時(shí)間間隔。（本題9分）本題得分六、分析下圖所示停止等待ARQ（自動(dòng)重傳請(qǐng)求）的工作過程，且指出停止等待ARQ的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。（本題5分）答：發(fā)送器A發(fā)送完一個(gè)幀之后，必須等待接收器B返回的一個(gè)確認(rèn)（ACK）。接收器B的確認(rèn)返回發(fā)送器之前，發(fā)送器不能發(fā)送其它的幀。當(dāng)A發(fā)送完第3個(gè)幀幀0后，由于該幀丟失或損傷了，B沒有返回ACK。A因超時(shí)而重傳該幀。之后A發(fā)送了幀1，但是該幀的ACK0丟失。A超時(shí)并重傳同一個(gè)幀。當(dāng)B連續(xù)接收到兩個(gè)相同的標(biāo)記的幀后，它會(huì)丟棄第二個(gè)幀，但是會(huì)為每個(gè)幀返回一個(gè)ACK0。停止等待ARQ的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單易行，缺點(diǎn)是效率低。本題得分七、在一個(gè)DeviceNe現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)中，MACID值為0的主站分別與MACID值為5、8、15的從站建立了預(yù)定義主/從連接組關(guān)系，這三個(gè)從站和主站之間采用位選通數(shù)據(jù)觸發(fā)方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的生產(chǎn)/消費(fèi)。請(qǐng)寫出主站發(fā)給從站的位選通命令報(bào)文和每一個(gè)從站的位選通響應(yīng)報(bào)文對(duì)應(yīng)的CID，要求同時(shí)給出CID的十六進(jìn)制和二進(jìn)制表達(dá)形式。（相關(guān)表格參見附頁）。（本題6分）答：主站的位選通命令報(bào)文CID：0x400，100000000005號(hào)從站的位選通響應(yīng)報(bào)文CID：0x385，011100001018號(hào)從站的位選通響應(yīng)報(bào)文CID：0x388，0111000100015號(hào)從站的位選通響應(yīng)報(bào)文CID：0x38F，01110001111附頁：標(biāo)識(shí)符位標(biāo)識(shí)用途16進(jìn)制范圍1098765432100組1報(bào)文ID源MACID組1報(bào)文000-3ff01101源MACID從站的I/OCOS或周期報(bào)文01110源MACID從站的位選通響應(yīng)報(bào)文01111源MACID從站的I/O輪詢響應(yīng)或COS/周期應(yīng)答報(bào)文10MACID組2報(bào)文ID組2報(bào)文400-5ff10源MACID000主站的I/O位選通命令報(bào)文110源MACID001保留給主站使用-使用為TBD0目的MACID010主站的COS或周期應(yīng)答報(bào)文10源MACID011從站的顯式/未連接響應(yīng)報(bào)文10目的MACID100主站的顯式請(qǐng)求報(bào)文10目的MACID101主站的I/O輪詢/COS/周期報(bào)文10目的MACID110僅限組2未連接顯式請(qǐng)求報(bào)文（保留）