现场总线复习题附答案

总线复习填空：FF现场总线的拓扑结构通常包括（点到点）、（带分支的总线）、（菊花链型）和（树型）。局域网常用的拓扑结构有（总线）（星形）和（_环形）三种。著名的以太网（Ethernet）就是采用其中的（总线）结构。OSI七层模型按照顺序包括（应用层）、（表示层）、（会话层）、（传输层）、（网络层）、（数据链路层）和（物理层）。控制网络与计算机网络相比主要特点有（节点为测量控制设备）、（工作环境复杂）及（控制要求实时性高）。常用的有线通信介质主要有（双绞线）、（同轴电缆）和（光缆）。信号所含频率分量的集合称为（频谱）；频谱所占的频率宽度称之为（带宽）。按交换方式来分类，可以分为（电路交换）、（报文交换）和（分组交换）三种。现场总线PROFIBUS通常采用（双绞线）作为传输介质，在电磁干扰很大的环境下，可使用（光纤）。数据链路层主要解决的3个问题：（封装成帧）、（透明传输）、差错控制。Lontalk协议提供了（应答方式）、（请求/响应方式）、（非应答重发方式）和（非应答方式）四种类型的报文服务，按照地理分布距离和覆盖范围来看，计算机网络可以分为（广域网）、（城域网）和（局域网）。常用的有线通信介质主要有（双绞线）、（同轴电缆）和（光缆）。PROFIBUS-DP系统配置的描述包括（站数）、（站地址）和（输入/输出地址），以及（输入/输出数据格式）。PROFINET支持下列三种通讯方式（TCP/IP标准通讯）、（实时（RT）通讯））和（同步实时（IRT）通讯）。LonWorks拥有三个处理单元的神经元芯片：一个用于（链路层的控制）、一个用于（网络层的控制），另一个用于（用户的应用程序）。多路复用技术有（时分多路）、（频分多路）、（码分多路）。PROFIBUS由三个兼容部分组成：（PROFIBUS-DP）、（PROFIBUS-PA）和（PROFIBUS-FMS）。开放系统互连参考模型OSI中，共分七个层次，分别是（应用层）、（表达层）、（会话层）、（传输层）、（网络层）、（数据链路层）和（物理层）。按照地理分布距离和覆盖范围来看，无线通信网络可以分为（无线局域网）、（无线广域网）、（无线城域网）和（无线个域网）。PROFIBUS-DP主要有以下3种运行模式（运行）、（清除）、（停止）。诊断信息分为3类（本站诊断操作）、（模块诊断操作）（通道诊断操作）。PROFIBUS由以下三个兼容部分组成（PROFIBUS-DP）、（PROFIBUS-PA）和（PROFIBUS-FMS）。Zigbee是基于（IEEE802.15.4）标准，wifi是基于（IEEE802.11）标准，令牌环网是基于（IEEE802.5）标准，蓝牙是基于（IEEE802.15）标准。Lontalk协议提供了（应答方式）、（请求/响应方式）、（非应答重发方式）和（非应答方式）四种类型的报文服务。PROFIBUS-DP采用（可变）速率，从（9.6K）到（12Mbps），PROFIBUS-PA采用（固定）速率，为（32.15kbps）。现在各种总线及标准不下二百张，其中（PROFIBUS现场总线）、（FF现场总线）、（LONWORKS总线）、（ANBUS现场总线）、（WorldFIP现场总线）等5种是具有一定影响和已占有一定市场份额的总线。Lontalk通讯协议支持OSI的（所有七层）层模型，是（直接面向对象）的网络协议，这也是一般现场总线所不具备的特点，提供了（应答方式）、（请求/响应方式）、（非应答重发方式）和（非应答方式）四种类型的报文服务。名词解释：MACMediaAccessControl媒体介入控制层CSMA/CDCarrierSenseMultipleAccess/CollisionDetect载波监听多路访问/冲突检测机制TCP/IPTransmissionControlProtocol/InternetProtocol传输控制协议/因特网互联协议UDPUserDatagramProtocol用户数据报协议CTDMACodeTimeDivisionMultipleAccess码分-时分多址OSIOpenSystemInterconnect开放式系统互联HSEHighSpeedEthernet高速以太网ISOInternationalStandardOrganized国际标准化组织FFFieldbusFoundation基金会现场总线I/Oinput/output输入输出端口CANControllerAreaNetwork控制器局域网络SNMPSimpleNetworkManagementProtocol简单网络管理协议问答题1、画出通信系统的组成，并对系统各个组成部门功能进行简单介绍？信源——是消息的产生来源,其作用是把各种消息转换成原始电信号,称之为消息信号或基带信号.电话机,电视摄像机和电传机,计算机等各种数字终端设备就是信源.发送设备——将信源和信道匹配起来的设备,它将信源产生的消息信号变换成适合在信道中传输的信号.变换方式有调制变换方式,信源编码,信道编码.信道——是指传输信号的物理媒质.分为有线信道和无线信道.噪声源——不是人为加入的设备,而是通信系统中各种设备以及信道中所固有的.接收设备——完成发送设备的反变换的设备,即进行解调,译码,解码等.它的任务是从带有干扰的接收信号中正确恢复出相应的原始基带信号来,对于多路复用信号,还包括解除多路复用,实现正确分路.受信者——是传输信息的归宿点,其作用是将复原的原始信号转换成相应的消息.2、简述OSI模型每层主要功能是什么？物理层：它控制网络层与物理层之间的通信。它的主要功能是如何在不可靠的物理线路上进行数据的可靠传递。网络层：其主要功能是将网络地址翻译成对应的物理地址，并决定如何将数据从发送方路由到接收方。传输层：传输协议同时进行流量控制或是基于接收方可接收数据的快慢程度规定适当的发送速率。会话层：负责在网络中的两节点之间建立、维持和终止通信。表示层：应用程序和网络之间的翻译官，在表示层，数据将按照网络能理解的方案进行格式化；这种格式化也因所使用网络的类型不同而不同。应用层：负责对软件提供接口以使程序能使用网络服务。3、画出IEEE802无线技术在距离-速率图中的位置，并指出各数字的含义，如802.11代表wifi？4、什么是网络协议？就是为进行计算机网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定的集合。协议总是指某一层的协议，准确地说，它是对同等层实体之间的通信制定的有关通信规则和约定的集合。5、介绍中继器与放大器的区别，掩码的定义，计算过程以及作用。中继器不同于放大器，放大器从输入端读入旧信号，然后输出一个形状相同、放大的新信号。放大器的特点是实时实形地放大信号，它包括输入信号的所有失真，而且把失真也放大了。也就是说，放大器不能分辨需要的信号和噪声，它将输入的所有信号都进行放大。而中继器则不同，它并不是放大信号，而是重新生成它。当接收到一个微弱或损坏的信号时，它将按照信号的原始长度一位一位地复制信号。因而，中继器是一个再生器，而不是一个放大器。掩码是一串二进制代码对目标字段进行位与运算，屏蔽当前的输入位。计算过程以及作用：没找到。6、工作以太网通信非确定性的缓解措施有哪几种？1.利用以太网的高通信速率。提高通信效率可以减少通信信号占用传输介质的时间，通信速率大大提升，对减少碰撞冲突也是有效的。2.控制网络负荷，减轻网络负荷也可以减少信号的碰撞冲突。3.采用全双工以太网技术，全双工设备可以同时发送和接收数据，这样更具备通信确定性的条件。4.采用交换式以太网技术，为连接在其端口上的每个网络节点提供独立的带宽，使不同设备之间产生冲突的可能性大大降低。7、最常用的的差错校正方法有哪两种？最常见的两种差错校正方法是自动重传与前向差错纠正。自动重传：当系统检测到一个错误时，接收端自动地请求发送方重新发送传输该数据帧，用重新传输过来的数据替代出错的数据。前向差错纠正：在接收端检测和纠正差错，而不需要请求发送端重发。将一些额外的位按规定加入到通信序列中。这些额外的位按照某种方式进行编码，接收端通过检测这些额外的位，发现是否出错、哪一位出错、并纠正这些差错位。8、解释CSMA/CD的发送数据工作过程？当某个节点要发送数据，先侦听媒体，判断是否有信号在传输；(2)如果有信号传输，转(1)，继续侦听；(3)如果媒体上无信号传输，发送数据，同时对媒体继续监听；(4)如果发出信息与监听信息一致，则认为无冲突，数据正确发送，完成发送任务；(5)如果发送数据与监听信息不一致，则认为发生冲突，立即中止发送过程，并向媒体发送“冲突强化”信号，使其他节点感知冲突，本节点计算发送失败的次数；（6)如果发送失败的次数小于某个阀值，按二进制指数退避算法生成等待时间值，等待一定时间，转(1)，重新发送；(7)如果发送失败的次数大于某个阀值，停止发送尝试，通知用户，产生网络错误。9、什么是多路复用？多路复用是指在同一信道上传输多路信号而互不干扰的一种技术。最常用的多路复用方式有频分复用FDM、时分复用TDM和码分复用CDM。按频带区分信号的方法是频分复用按时隙区分信号的方法是时分复用按相互正交的码字区分信号的方法是码分复用。10、什么是本质安全技术？11、CRC校验码是网络通讯中普通采用的形式，假设待发送的消息为1010101101，生成多项式选用G=X5+X4+X2+1，CRC校验码为多少，发送方发出的信息为什么？12、可靠性指标的概念？13、信道带宽、介质带宽、信道容量和信噪比的概念？信道带宽：是指信道容许通过的物理信号的频率范围，即容许通过的信号的最高与最低频率之差。介质带宽：是指该传输介质能通过的物理信号的频率范围。信道容量：是指信道在单位时间内可能传送的最大比特数。信噪比：信号功率S与噪声功率N的比值。一般用10lgS/N来表示，单位分贝（dB)。14信噪比对信道容量的影响？信噪比对信道容量的影响？1.增加带宽也可以提高信道容量。但噪声功率N=Wn0(n0为噪声的单边功率谱密度）。随着W增大，N增大，会导致信噪比降低。。2.在信道容量一定时，带宽与信噪比之间可以相互弥补。即提高信道带宽可使具有更低信噪比的信号得以通过，而传输信噪比比较高的信号时，可适当放宽对信道带宽的要求。15、解释通信网络和工业控制网络的区别？16、简述七层模型每层主要功能是什么？应用层(Application)：网络服务与最终用户的一个接口。协议有：HTTPFTPTFTPSMTPSNMPDNS表示层（PresentationLayer）：数据的表示、安全、压缩。（在五层模型里面已经合并到了应用层）会话层（SessionLayer）：建立、管理、终止会话。（在五层模型里面已经合并到了应用层）传输层(Transport)：定义传输数据的协议端口号，以及流控和差错效验。协议有：TCPUDP网络层(Network)：进行逻辑地址寻址，实现不同网络之间的路径选择。协议有：ICMPIGMPIP（IPV4IPV6）ARPRARP数据链路层(Link)：建立逻辑连接、进行硬件地址寻址、差错效验等功能。（由底层网络定义协议）物理层（PhysicalLayer）：建立、维护、断开物理连接。（由底层网络定义协议）17、什么是总线仲裁？系统中多个设备或模块可能同时申请对总线的使用权，为避免产生总线冲突，需由总线仲裁机构合理地控制和管理系统中需要占用总线的申请者，在多个申请者同时提出总线请求时，以一定的优先算法仲裁哪个应获得对总线的使用权。总线判优控制按照仲裁控制机构的设置可分为集中控制和分散控制两种。其中就集中控制而言，常用的总线仲裁方式有：菊花链仲裁、二维仲裁、同步通信方式、异步通信方式和半同步通信方式。连接到总线上的功能模块有主动和被动两种形态，CPU可以做主方也可以做从方，而存取器模块只能用作从方。主方可以启动一个总线周期，而从方只能响应主方的请求。对多个主设备提出的占用总线请求，一般采用优先级或公平策略进行仲裁。18、什么是中继器？中继器(REPEATER)中继器是网络物