第一篇：自動控制原理 胡壽松 第二版 課后答案 第一章_參考答案

控制系統導論習題及參考答案

自動控制原理 胡壽松 第二版 課后答案

1-2 下圖是倉庫大門自動控制系統原理示意圖，試說明系統自動控制大門開、閉的工作原理，并畫出系統方框圖。

解

當合上開門開關時，電橋會測量出開門位置與大門實際位置間對應的偏差電壓，偏差電壓經放大器放大后，驅動伺服電動機帶動絞盤轉動，將大門向上提起。與此同時，和大門連在一起的電刷也向上移動，直到橋式測量電路達到平衡，電動機停止轉動，大門達到開啟位置。反之，當合上關門開關時，電動機帶動絞盤使大門關閉，從而可以實現大門遠距離開閉自動控制。系統方框圖如下圖所示。

1-3根據圖示的電動機速度控制系統

工作原理圖，完成：

(1)將a，b與c，d用線連接成負 反饋狀態；(2)畫出系統方框圖。

解：（1）負反饋連接方式為：a?d，b?c；

（2）系統方框圖如圖所示。

1-3 圖(a)，(b)所示的系統均為電壓調節系統。假設空載時兩系統發電機端電壓均為110V，試問帶上負載后，圖(a)，(b)中哪個能保持110V不變，哪個電壓會低于110V？為什么?

解： 帶上負載后，開始由于負載的影響，圖(a)與(b)系統的端電壓都要下降，但圖(a)中所示系統能恢復到110伏而圖(b)系統卻不能。理由如下：

圖(a)系統,當u低于給定電壓時，其偏差電壓經放大器K放大后，驅動電機D轉動，經減速器帶動電刷，使發電機F的激磁電流Ij增大，發電機的輸出電壓會升高，從而使偏差電壓減小，直至偏差電壓為零時，電機才停止轉動。因此，圖(a)系統能保持110伏不變。

圖(b)系統，當u低于給定電壓時，其偏差電壓經放大器K后，直接使發電機激磁電流增大，提高發電機的端電壓，使發電機G 的端電壓回升，偏差電壓減小，但不可能等于零，因為當偏差電壓為 0時，if=0，發電機就不能工作。即圖(b)所示系統的穩態電壓會低于110伏。

第二篇：計算機網絡原理課后答案

以單計算機為中心的遠程聯機系統，通過通信線路將信息匯集到一臺中心計算機進行集中處理，從

而開創了把計算機技術和通信技術相結合的嘗試，這類簡單的“終端—通信線路—計算機”系統，形成

了計算機網絡的雛形。

ARPANET 在概念、結構和網絡設計方面都為后繼的計算機網絡技術的發展起到了重要的作用，并為

internet 的形成奠定一定基礎。

OSI/RM 的提出，開創了一個具有統一的網絡體系結構、遵循國際標準化協議的計算機網絡新時代，ＯSI 標準不僅確保了各廠商生產的計算機間的互連，同時也促進了企業的競爭，大大加速了計算機網絡 的發展。

7． 計算機網絡的功能

硬件資源共享：可以在全國范圍內提供對處理資源、存儲資源、輸入輸出資源等昂貴設備的共享。

軟件資源共享：允許互聯網上的用戶遠程訪問各類大型數據庫，可以得到網絡文件傳送服務、遠地

進程管理服務和遠程文件訪問服務，從而避免軟件研制上的重復勞動以及數據資源的重復存貯，也便于 集中管理。

用戶間信息交換：計算機網絡為分布在各地的用戶提供了強有力的通信手段。8． 縮寫名詞解釋：

PSE:分組交換設備 ＰAD:分組裝配／拆卸設備 NCC:網絡控制中心 FEP:前端處理機 IMP:接口信息處理機 PSTN:電話交換網 ADSL:非對稱用戶環路 DDN:數字數據網 FR:幀中繼網 ATM:自動取款機

ISDN:綜合服務數字網 VOＤ:點播電視 WAN:廣域網 ＬAN:局域網

MAN:城域網 OSI:開放系統互連

ITU:國際電信聯盟 IETF:因特網工程特別任務組

第 2 章節 計算機網絡體系結構

1． 說明協議的基本含義，三要素的含義與關系。為計算機網絡中進行數據交換而建立的規則，標準或約定的集合就稱為網絡協議。主要由下列三個 要素組成：

語義（Semantics）：涉及用于協調與差錯處理的控制信息。

語法（Syntax）：涉及數據及控制信息的格式、編碼及信號電平等。定時（Timing）：涉及速度匹配和排序等。2． 協議與服務有何區別？又有何關系？

網絡協議是計算機網絡中進行數據交換而建立的規則、標準或約定的集合。二者的區別在于： 首先協議的實現保證了能夠向上一層提供服務。本層的服務用戶只能看到服務而無法看到下面的協 議，下面的協議對上面的服務用戶是透明的，其次，協議是控制對等實體之間的通信的規則，而服務是

由下層向上層通過層間接口提供的。二者的關系在于：在協議的控制下，兩個對等實體間的通信使得本層能夠向上一層提供服務。要

實現本層協議，還需要使用下面一層所提供的服務。

3． 計算機網絡采用層次結構模型的理由是什么？有何好外？

計算機網絡系統是一個十分復雜的系統。將一個復雜系統分解為若干個容易處理的子系統，然后

“分而治之”逐個加以解決，這種結構化設計方法是工程設計中常用的手段。分層就是系統的最好方 法之一。

不同之處有兩點：首先，OSI 模型有七層，而TCP/IP 只有四層，它們都有網絡層（或者稱互連網層）、傳輸層和應用層，但其它的層并不相同。其次，在于無連接的和面向連接的通信范圍有所有同，OSI 模型的網絡層同時支持無連接和面向連接 的通信，但是傳輸層上只支持面向連接的通信。TCP/IP 模型的網絡層只有一種模式即無連接通信，但是

在傳輸層上同時支持兩種通信模式。

第 3 章節 物理層

1． 物理層協議包括哪些內容？

包括：EIA RS232C 接口標準、EIA RS 449 及RS-422 與 RS-423 接口標準、100 系列和200 系

列接口標準、X.21 和X.21bis 建議四種。

RS232C 標準接口只控制DTE 與DCE 之間的通信。

RS-449 有二個標準的電子標準：RS-422(采用差動接收器的平衡方式)與 RS-423(非平衡方式)這些標準重新定義了信號電平，并改進了電路方式，以達到較高的傳輸速率和較大的傳輸距離。

系列接口標準的機械特性采用兩種規定，當傳輸速率為：200bps~9600bps 時，采有V.28 建

議；當傳輸速率為 48Kbps 時，采用34 芯標準連接器。200 系列接口標準則采用25 芯標準連接器。

X.21 是一個用戶計算機的DTE 如何與數字化的DCE 交換信號的數字接口標準，以相對來說比較簡

單的形式提供了點-點的信息傳輸，通過它能夠實現完全自動的過程操作，并有助于消除傳輸差錯。

2． 比較 RS-232 與RS-449 的電氣特性。

RS-232 規定邏輯“1”的電平為：-15 ~-5，邏輯“0”的電平為 +5 ~+15。兩設備的最大距離也僅

為 15 米，而且由于電平較高，通信速率反而影響。接口通信速率小于等于20Kbps。RS-422 由于采用完全獨立的雙線平衡傳輸，抗串擾能力大大增強。又由于信號電平定義為正負6 伏，當傳輸距離為 10m 時，速率可達10Mbps；當傳輸距離為 1000m 時，速率可達100Kbps。RS-423，電氣標準是非平衡標準。它采用單端發送器和差動接收器。當傳輸距離為 10m 時，速率可

達 100Kbps；當傳輸距離為 1000m 時，速率可達10Kbps。

3． 請說明和比較雙絞線、同軸電纜與光纖3 種常用傳輸價質的特點。

雙絞線是最常用的傳輸介質。雙絞線芯一般是銅質的，能提供良好的傳導率。既可以用于傳輸模擬信

號也可以用于傳輸數字信號。雙絞線分為兩種：無屏幕和屏蔽。無屏蔽雙絞線使用方便，價格便宜，但

易受外部電磁場的干擾。屏蔽雙絞線是用鋁箔將雙絞線屏蔽起來，以減少受干擾，但價格貴。同軸電纜分基帶同軸電纜（50）和寬帶同軸電纜(75)。基帶同軸電纜可分為粗纜和細纜二種，都

用于直接傳輸數字信號；寬帶同軸電纜用于頻分多路復用的模擬信號傳輸，也可用于不使用頻分多路復用 的高數字信號和模擬信號傳輸。同軸電纜適用于點到點和多點連接，傳輸距離取決于傳輸的信號形式和

傳輸的速度，同軸電纜的抗干擾性能比雙絞線強，安裝同軸電纜的費用比雙絞線貴，但比光纖便宜。

光纖是光導纖維的簡稱，它由能傳導光波的超細石英玻璃纖維外加保護層構成。光纖適合于在幾個建

筑物之間通過點到點的鏈路連接局域網絡。光纖具有有不受電磁干擾或噪聲影響的特征，適宜有長距離

內保持高數據傳輸率，而且能夠提供很好的安全性。

4． 控制字符 SYN 的ASCII 碼編碼為0010110,請畫出SYN 的FSK、NRZ、曼徹斯特編碼與差分曼徹斯

特編碼等四種編碼方法的信號波形。

10、計算下列情況的時延（從第一個比特發送到最后一個比特接收）：

11、假設在地球和一個火星探測車之間架設了一條128Kbps 的點到點的鏈路，從火星到地球的距離(當它們

離得最近時)大約是55gm，而且數據在鏈路上以光速傳播，即3*108m/s。

12、下列情況下假定不對數據進行壓縮，對于(a)~(d)，計算實時傳輸所需要的帶寬: 第 4 章節 數據鏈路層

1．數據鏈路層的主要功能包括哪幾個方面的內容？ 幀同步功能：為了使傳輸中發生差錯后只將出錯的有限數據進行重發，數據鏈路層將比特流組織成為

幀為單位傳送。常用的幀同步方法有：使用字符填充的首尾定界符法、使用比特填充的首尾標志法、違法

編碼法、字節計數法。

差錯控制功能：通信系統必須具備發現（即檢測）差錯的能力，并采取措施糾正之，使差錯控制在所

能允許的盡可能小的范圍內，這就是差錯控制的過程，也是數據鏈路層的主要功能之一。流量控制功能：由于收發雙方各自使用的設備工作速率和緩沖存儲空間的差異，可能出現發送方發送

7．若ＢＳＣ幀數據中出現下列字符串：

“ＡBCDE” 問字符填充后的輸出是什么？

答： “ＡBCDE”

8、若 HDLC 幀數據段中出現下列比特串：”***011111110” 問比特填充后的輸出是什么？ 答：

9．用ＢＳＣ規程傳輸一批漢字（雙字節），若已知采用不帶報頭的分塊傳輸，且最大報文塊長為129 字節，共傳輸了 5 幀，其中最后一塊報文長為101 字節。問每個報文最多能傳多少漢字？該批數據共有多少漢字？

（假設采用單字節的塊檢驗字符。）

10．用HDLC 傳輸１２個漢字（雙字節）時，幀中的信息字段占多少字節？總的幀長占多少字節？

答： HDLC 的幀格式如下：

它的信息字段的數據為：12*2=24 字節 總的幀長為：24+6=30 字節。

11．簡述HDLC 幀中控制字段各分段的作用。

HDLC 幀中控制字段的第1 位或第2 位表示傳輸幀的類型。第5 位是Ｐ/F 位，即輪詢／終止位。當

P/F 位用于命令幀（由主站發出）時，起輪詢的作用，即不該位為1 時，要求被輪詢的從站給出響應，所

以此時 P/F 位可被稱為輪詢位（或者說Ｐ位）；當Ｐ／Ｆ位用于響應幀（由從站發出）時，稱為終止位（或

選擇包括兩個基本操作，即最佳路徑的判定和網間信息包的傳送（交換）。兩者之間，路徑的判定相對 復雜。擁塞控制：擁塞控制是指到達通信子網中某一部分的分組數量過多，使得該部分網絡來不及處理，以

致引起這部分乃至整個網絡性能下降的現象，嚴重時甚至會導致網絡通信業務陷入停頓，即出現死鎖現象。網際互連：網際互連的目的是使用一個網絡上的用戶能訪問其它網絡上的資源，使不同網絡上的用戶

互相通信和交換信息。這不僅有利于資源共享，也可以從整體上提高網絡的可靠性。

2、虛電路中的“虛”是什么含義？如何區分一個網絡節點所處理的多個虛電路？ 在虛電路操作方式中，為了進行數據傳輸，網絡的源節點和目的節點之間先要建立一條邏輯通路，因為這條邏輯通路不是專用的，所以稱之為“虛”電路。

為使節點能區分一個分組屬于哪條虛電路，每個分組必須攜帶一個邏輯信道號；同樣，同一條虛電路 的分組在各段邏輯信道上的邏輯信道號可能也不相同，傳輸中，當一個分組到達節點時，節點根據其攜帶 的邏輯信道號查找虛電路表，以確定該分組應該應發往的下一個節點及其下一段信道上所占用的邏輯信道

號，用該邏輯信道號替換分組中原先的邏輯信道號后，再將該分組發往下一個節點。

3、簡述虛電路操作與數據報操作的特點、虛電路服務與數據報服務的特點。

虛電路操作的特點：在虛電路操作方式中，為了進行數據傳輸，網絡的源節點和目的節點之間先要建 立一條邏輯通路，因為這條邏輯通路不是專用的，所以稱之為“虛”電路。每個節點到其它任一節點之間

可能有若干條虛電路支持特定的兩個端系統之間的數據傳輸。兩個端系統之間也可以有多條虛電路為不同 的進程服務，這些虛電路的實際路徑可能相同也可能不相同，各節點的虛電路表是在虛電路建立過程中建

立的。各節點的虛電路表空間和邏輯信道號都是網絡資源，當虛電路拆除時必須回收。數據報操作的特點：在數據報操作方式中，每個分組被稱為一個數據報，若干個數據報構成一次要傳

送的報文或數據報。每個數據報自身攜帶有足夠的信息，它的傳送是被單獨處理的。整個數據報傳送過種

中，不需要建立虛電路，但網絡節點要為每個數據報做路由選擇。虛電路服務的特點：虛電路服務是網絡層向傳輸層提供的一種使所有分組按順序到達目的可靠的數據 傳送方式。進行數據交換的兩個端系統之間存在著一條為它們服務的虛電路。提供這種虛電路服務的通信

子網內部既可以是虛電路方式的，也可以是數據報方式的。數據報服務的特點：數據報服務一般僅由數據報交換網來提供。端系統的網絡層同網絡節點中網絡層

之間，一致地按照數據報操作方式交換數據。當端系統要發送數據時，網絡層給該數據附加上地址、序號

等信息，然后作為數據報發送給網絡節點。目的端系統收到的數據報可能不是按序到達的，也可能有數據 報的丟失。

4、考慮下面虛電路服務實現涉及的設計問題。如果虛電路用在子網內部，每個數據報文必須有一個3 字節 的含義，每個路由器必須留有8 個字節的空間來標識虛電路。如果內部使用數據報，則需要使用一個15 字節的分組頭。假定每站段傳輸帶寬的費用為第106 字節1 元人民幣；路由器存儲器的價格為每字節0.1 元人民幣，并且在未來兩年會下降。平均每次會話長度為1000 秒，傳輸200 分組；分組平均需傳4 個站

段。試問子網內部采用虛電路或數據報哪個便宜？便宜多少？

5、考慮圖5-5(a)中的子網。該子網使用了距離矢量路由算法，下面的矢量剛剛到達路由器C，來自B 的矢量

為（5,0,8,12,6,2）；來自D 的矢量為（16，12，6，0，9，10）；來自E 的矢量為（7，6，3，9，0，4）經

測量，到B、D 和E 的延遲分別為6、3、5。請問C 新路由表將會怎么樣？請給出將使用的輸出線路及

期望（預計）的延遲。

18、計算如圖5-8(a)所示子網中的路由器的一個多點播送生成樹。

3源路由選擇的缺點是：使用它的前提是互聯網中的每臺機器都知道所有其它機器的最佳路徑。獲取

路由算法的基本思想是：如果不知道目的地地址的位置，源機器就發一個廣播幀，詢問它在哪里。每個

網橋都會轉發此幀，這樣查找幀就可以到達互連網的第一個LAN。當應答回來時，途徑的網橋將它們自

己的標識記錄在應答幀中，于是廣播幀的發送者就可得到確切的路由，并從中選取最佳者。

14、一臺主機的RIP 協議可以是主動方式嗎？說明理由。不可以。主機中實現的ＲＩＰ工作在被動狀態，它不會傳遞自己的路由表的信息給別的路由器，它

只是接收其它ＲＩＰ路由器廣播的路由信息，并且根據收到的路由信息更新自己的路由表。

15、簡述ＡＲＰ協議和ＲＡＲＰ協議的要點。為了正確地向目的站傳送報文，必須把目的站的32 位ＩＰ地址轉換成48 位以太網目的地址ＤＡ。

這就需要在互連層有一組服務將ＩＰ地址轉換為相應物理網絡地址。這組協議即是ＡＲＰ。在進行報文

發送時，如果源互連層所給的報文只有ＩＰ地址，而沒有對應的以太網地址，則互連層廣播ＡＲＰ請求

以獲取目的站信息，而目的站必須回答該ＡＲＰ請求。地址轉換協議ＡＲＰ使主機可以找出同一物理網

絡中任一個物理主機的物理地址，只需給出目的主機的 IP 地址即可。如果站點初始化以后，只有自己的物理網絡地址而沒有ＩＰ地址，則它可以通過ＲＡＲＰ協議，發

出廣播請求，征求自己的ＩＰ地址，而ＲＡＲＰ服務器負責回答。這樣，無ＩＰ地址的站點可以通過

ＲＡＲＰ協議取得自己的ＩＰ地址，這個地址在下一次系統重新開始以前都是有效的，不用連續廣播請

求，ＲＡＲＰ廣泛用于無盤工作站的ＩＰ地址。

16、多播和廣播有何異同？若要路由器支持多播，還需要添加哪些功能？ 局域網中可以實現對所有網絡節點的廣播，但對于有些應用，需要同時向大量接收者發送信息，這

些應用的共同特點就是一個發送方對應多個接收方，接收方可能不是網絡中的所有主機，也可能沒有位

于同一子網。這種通信方式介于單播和廣播之間，被稱為組播或多播。多播需要特殊的多播路由器支持，多播路由器可以兼有普通路由器的功能。因為組內主機的關系是 動態的，因此本地的多播路由器要周期性地對本地網絡中的主機進行輪詢（發送一個目的地址為

224.0.0.1 的多播報文），要求網內主機報告其進程當前所屬的組，各方機會將其感興趣的Ｄ類地址返回，多播路由器以此決定哪些主機留在哪個組內。若經過幾次輪詢在一個組內已經沒有主機是其中的成員，多播路由器就認為該網絡中已經沒有主機屬于該組，以后就不再向其它的多播路由器通告組成員的狀況。

17、與IPv4 相比，IPv6 有哪些改進？

Ａ、IPv6 把IP 地址長度增加到128 比特，使地址空間增長296 倍

B、靈活的ＩＰ報文頭部格式。IPv6 采用一種新的報文格式，使用一系列固定格式的擴展頭部取代了

ＩＰv4 中可變長度的選項字段。C、簡化協議，加快報文轉發。IPv6 簡化了報文頭部格式。將字段從IPv4 的13 個減少到7 個，報文分

段也只是在源主機進行，這些簡單化使路由器可以更快地完成對報文的處理和轉發，提高了吞吐量。

Ｄ、提高安全性。

Ｅ、支持更多的服務類型。

Ｆ、允許協議繼續演變，增加新的功能，使之適應未來的發展。

18、IPv6 有哪些特點？下一代網絡為什么要使用IPv6 ? 無論從計算機技術的發展還是從因特網的規律和網絡的傳輸速率來看，IPv4 都已經不適用了，主要

原因就是 32 比特的ＩＰ地址空間已經無法滿足迅速膨脹的因特網規模。IPv6 的主要目標包括：

Ａ、擴大ＩＰ地址空間，即使地址利用率不高，也能支持上百億臺主機。Ｂ、減小路由選擇表的長充，提供路由選擇速度。

Ｃ、簡化協議，使路由器處理分組更迅速。Ｄ、提供更好的安全性。Ｅ、增加對服務類型的支持，特別是實時的多媒體數據。Ｆ、通過定義范圍來支持多點播送的實現。

Ｇ、主機可以在不改變ＩＰ地址的情況下實現漫游。

5Ａ、面向連接的傳輸。Ｂ、端到端通信，不支持廣播通信。Ｃ、高可靠性，確保傳輸數據的正確性，不出現丟失或亂序。

Ｄ、全雙工方式傳輸。Ｅ、采用字節流方式，即以字節為單位傳輸字節序列。Ｆ、提供緊急數據的傳送功能。

（二）端口號分配具體細節參考第4 題(2)。(三)socket 通常也稱作“套接字”，用于描述ＩＰ地址和端口是一個通信鏈的句柄。應用程序通常

通過“套接字”向網絡發出請求或者應答網絡請求。一個完整的 socket 有一個本地唯一的socket 號，由 操作系統分配。

(四)TCP/IP 的主要應用場合：TCP 是應用于大數據量傳輸的情況。

7、TCP 的連接建立與釋放分別采用幾次握手?為何要這樣的步驟? TCP 的連接建立與釋放采用三次握手。

這主要是為了防止已失效的連接請求報文段突然又傳送到目標主機,因而產生錯誤.。源主機發出連接 請求，但因在某些網絡結點滯留的時間太長，源主機未收到確認，再次重傳一次請求報文段。第一個已

經失效的報文段達到目標主機，目標主機誤認為源主機又一次發出新的連接請求，于是就向源主機發送

確認報文段，同意建立連接。這樣許多資源就白白浪費。

8、TCP 的重傳策略是什么？

TCP 協議用于控制數據段是否需要重傳的依據是設立重發定時器。在發送一個數據段的同時啟動一

個重發定時器，如果在定時器超時前收到確認，就關閉該定時器，如果定時器超時前沒有收到確認，則

重傳該數據段。這種重傳策略的關鍵是對定時器初值的設定。

9、TCP 與UDP 有什么不同之處？ 傳輸數據前TCP 服務需要建立連接，UDP 無須建立連接；TCP 應用于大數據量的傳輸，UDP 運用

于一次只傳輸少量數據的情況下；TCP 具有高可靠性；UDP 服務中應用程序需要負責傳輸的可靠性。

10、簡述TCP 與UDP 的服務模型。TCP 提供的服務具有以下主要特征：

a)面向連接的傳輸，傳輸數據前需要先建立連接，數據傳輸完畢要釋放連接。b)端到端通信，不支持廣播通信。

c)高可靠性，確保傳輸數據的正確性，不出現丟失或亂序。d)全雙工方式傳輸。

e)采用字節流方式，即以字節為單位傳輸字節序列。如果字節流太長，將其分段。

f)提供緊急數據的傳送功能，即當有緊急數據需要發送時，發送進程會立即發送，接收方收到后會

暫停當前工作，讀取緊急數據并做相應處理。UDP 提供的服務具有以下主要特征：

（１）傳輸數據前無須建立連接，一個應用進程如果有數據報要發送就直接發送，屬于一種無連接的數 據傳輸服務。

（２）不對數據報進行檢查與修改。（３）無須等待對方的回答。

（４）正因為以上的特征，使其具有較好的實時性，效率高。

11、TCP 與UDP 對于端口號的使用有什么規定？ ＵＤＰ的端口分配規則與ＴＣＰ相同。段結構中端口地址是16 比特，可以有在０～65535 范圍

內的端口號，對于這 65535 個端口號有以下的使用規定：

1、端口號小于256 的定義為常用端口，服務器一般都是通過常用端口來識別的。２、客戶端通常對他所選用的端口號并不關心，只需保證該端口號在本機上是唯一的就可以了。客

戶端口號因存在時間很短暫又稱作監時端口號。

３、大多數ＴCP/IP 實現給臨時端口分配1024~5000 之間的端口號。大于5000 的端口號是為其它服

72)客戶端向服務器發送 hello 命令以標識發件人自己的身份，然后客戶端發送mail 命令。3)服務器端以 ok 作為響應，表明準備接受。

4)客戶端發送 RCPT 命令（標識單個的郵件接收人，常在mail 命令后面）,以標識該電子郵件的計

劃接收入，可以有多個 RCPT 行。

5）服務器端則表示是否愿意為收件人接受郵件。

6）協商結束，發送郵件，用命令DATA(在單個或多個RCPT 命令后，表示所有的郵件接收人已標

識，并初始化數據傳輸)發送輸入內容。

7)結束此次發送，用QUIT(結束會話)命令退出。

8、簡單說明 POP3 的工作原理

POP3 操作開始時，服務器通過偵聽TCP 端口110 開始服務。當客戶主機需要使用服務時，它將與

服務器主機建立連接。當TCP 連接建立后，POP3 發送確認消息。客戶和POP3 服務器相互（分別）交換

命令和響應，這一過程一直要持續到連接終止。

POP3 遵循存儲轉發機制，用戶可按需要在客戶級與保存郵件的服務器之間建立連接。

9、說明IMAP4 的特點。

Internet 消息訪問協議（IMAP4）是一個功能更強大的電子郵件協議。常的版本4。用戶可以通過

瀏覽信件頭來決定是否要下載、刪除或檢索信件的特定部分，還可以在服務器上創建或更改文件夾或

郵箱。它除支持POP3 協議的脫機操作模式外，還支持聯機操作和斷連接操作。它為用戶提供了有選擇

地從郵件服務器接收郵件的功能、基于服務器的信息處理功能和共享信箱功能。IMAP4 提供離線、在線

和斷開連接的 3 種工作方式。

選擇使用IMP4 協議提供郵件服務的代價是要提供大量的郵件存儲空間。與POP3 協議類似，IMAP4 協議僅提供面向用戶的郵件收發服務，郵件在Internet 上的收發借助SMTP 協議的計算機完成的。

10、POP 協議與IMAP 協議有何區別？

POP 協議是離線式工作協議，POP3 為郵件系統提供了一種接收郵件的方式，使用可以直接將郵件下

載到本地計算機，在自己的客戶端閱讀郵件。IMPA 協議除了支持POP3 協議的脫機操作模式外，還支持聯機操作和斷連接操作。它為用戶提供了

有選擇的從郵件服務器接收郵件的功能、基于服務器的信息處理功能和共享信箱功能。IMAP 協議提供

了離線、在線和斷開連接 3 種工作方式。

11、說明文件傳輸協議的原理

FTP 實際上是一套文件傳輸服務軟件，它以文件傳輸為界面，使用簡單的get 或put 命令進行文件 的下載或上傳，如同在 Internet 上執行文件復制命令一樣。

12、訪問一個FTP 服務器，下載軟件或文獻。（略）

13、什么是域名服務？

Internet 上的域名由域名系統DNS 統一管理。DNS 是一個分布式數據系統，由域名空間、域名服

務器和地址轉換請求程序三部分組成。

它是一種用來實現域名和IP 地址直接轉換的映射機制，域名采用層次機構的基于“域”的命名方

案，任何一個連在因特網上的主機或路由器，都有一個唯一的層次結構的名字，即域名，域名是一個邏

輯概念，并不反映出計算機所在的物理地點。

14、目前有哪些國際能用域名？ 現在頂級域名有3 類：

1）國家頂級域名，如 cn(中國)、us（美國）、uk（英國）等。有一些地區也有頂級域名，如hk(香港)、tw(臺灣)。95、1 萬個站點正在竟爭使用一時分ALOHA 信道，信道時隙為125us。如果每個站點平均每小時發出18 次

請求，試計算機總的信道載荷G。

6、N 個站點共享56Kbps 純ALOHA 信道，各站點平均每100 秒送出一個長度為1000 比特的數據幀，而不

管前一個數據幀是否已經發送出去（假設站點有發送緩沖區）。試計算機N 的最大值。

7、某個局域網采用二進制計數法的信道分配策略，在某一時刻，10 個站點的虛站號為8，2，4，5，1，7，3，6，9，0。接下來要進行數據發送的是4，3，9 三個站點。當三個站點全部完成發送后，各站點的新的 虛站號是什么？

8、２N 個站點采用適應樹搜索協議來仲裁對一條共享信道的訪問。在某一時刻，其中兩個站點準備發送。

設，試分別計算搜索該樹的最小、最大和平均時隙。

9、一棟7 層的辦公樓，每層有15 間辦公室，每間辦公室的墻上設有一個終端插座，所有的插座在一個垂

直面上構成一個正方形柵格，相鄰插座間的垂直和水平距離均為4 米。假定任意兩個插座間都允許連上電

纜（垂直、水平、斜線連接均可）。試計算在下面3 種情況下連接所有插座所需的電纜長度：(1)采用集線器的星形網；（2）采用總線以太網；（3）采用令牌環網（不設線路中心）

114、長1km、10Mbps 的基帶總線ＬＡＮ，信號傳播速度為200m/us，計算一個1000 比特的幀從發送開始到

接收結束的最大時間是多少？若兩相距最遠的站點在同一時刻發送數據，則經過多長時間兩站發現沖 突。15、100 個站點的時槽環，任意兩站間的平均距離為10m，數據傳輸速率為10Mmps，信號傳播速度為200m /us，若每個站引入1 位延遲，試計算：（1）兩站點間鏈路的位長度為多少位？（2）整個環路的有效位

長度為多少位？（3）此環上最多允許有幾個37 位長的時槽？

16、當數據傳輸速率為5Mbps，傳播速度為200m/us 時，令牌環接口中的一個比特時延等價于多少米的電纜？

17、長1km、10Mbps、50 個站點的令牌環，每個站點引入1 位延遲，信號傳播速度為200m/us。令牌長8 位，數據幀長度為256 位（包括32 位開銷），確認在數據幀捎帶，問該環不包括開銷的有效數據速率為 多少？

18、長10Km、16Mbps、100 個站點的令牌環，每個站引入1 位延遲，信號傳播速度為200m/us。問：(1)該

環上 1 位的延遲相當于多少米長度的電纜？（2）該環的有效位長度為多少位？

19、長1Km、4Mbps、50 個站點的令牌環，每個站引入1 位延遲，信號傳播速度為200m/us。設數據幀最大

3FDDI 協議規定發送站發送完幀后，可立即發送新的令牌幀，而802.5 規定當發送出去的幀的前沿回

送至發送站時，才發送新的令牌幀。因此，FDDI 協議具有較高的利用率的特點，特別在大的環網中顯得 更為明顯。

24、簡述FDDI 與Token Ring 的異同點。

FDDI ＭＡＣ幀與802.5 的ＭＡＣ幀十分相似，二者都采用令牌傳遞的協議。

不同之處是FDDI 幀含有前導碼，這對高數據速率下的時鐘同步十分重要；允許在網內使用16 位和４８位地址，比802.5 更靈活；令牌幀也有不同，沒有優先位和預約位，而用別的方法分配信道 使用權。

FDDI 協議規定發送站發送完幀后，可立即發送新的令牌幀，而８02.5 規定當發送出去的幀的前

沿回送至發送站時，才發送新的令牌幀。因此，FDDI 協議具有較高利用率的特點，特別在大的環網

中顯得更為明顯。

25、FDDI 采用何種編碼技術？該編碼技術有何特點？

FDDI 采用一種稱為4B/5B 編碼技術，在這種編碼技術中每次對４位數據進行編碼，每４位數據編碼

成５位符號，用光的存在和不存在表示５位符號中每一位是１還是０。

為了得到信號同步，可以采用二級編碼的方法。即先按4B/5B 編碼，然后再利用一種稱為倒相的不歸

零制ＮＲＺＩ編碼。該編碼確保無論４比特符號為何組合（包括全“０”），其對應的５比特編碼中至少有 位”１”，從而保證在光纖傳輸的光信號至少發生兩次跳變，以利于接收端的時鐘提取。按ＮＲＺＩ編碼原理，信號中至少有兩次跳變，因此接收端可得到足夠的同步信息。26、10Mbps 的傳統以太網升級到100Mbps、1Gbps 甚至10Gbps 時，需要解決哪些技術問題？試說明10Mbps、100Mbps、1Gbps 和10Gbps 以太網的異同。

5（5）FR 具有按需分配帶寬的特點，用戶支付了一定的費用購買“承諾信息率”，當突發數據發生時，在網

絡允許的范圍內，可以使用更高的速率；（6）使用FR，用戶接入費用相應減少。

幀中繼既可作為公用網絡的接口，也可作為專門網絡的接口。這兩類網絡中，連接用戶設備和網絡

裝置的電纜可以用不同速率傳輸數據。一般速率在56Kbps 到E1 的速率(2.048Mbps)間。幀中繼的常見應用簡介如下： 局域網的互連。語音傳輸 文件傳輸

4、簡述幀中繼的工作原理。為什么幀中繼的層次結構中只有物理層和數據鏈路層？ 幀中繼的工作原理：幀中繼技術首先是淡化了交換設備上的層次概念，將數據鏈路層進行了融合。

融合的目的一方面減少了層次之間接口處理；另一方面，也可以通過對融合的功能進行分析，發現

冗余項，并進行簡化。“優化”交換設備性能的另一方面是簡化流量控制的功能。上述的優化使得幀

中繼成為一種極為精簡的協議，僅僅需要提供幀、路由選擇和高速傳輸的功能，從而可以獲得較高 的性能和有效性。

幀中繼保留了X.25 鏈路層的HDLC 幀格式，但不采用HDLC 的平衡鏈路接入規程LAPB，而采用D 通道接入規程LAPD。LAPD 規程能在鏈路層實現鏈路的復用和轉接，而X.25 只能在網絡層實現該功能

由于幀中繼可以不用網絡層而只使用鏈路層來實現復用不和轉接，所以幀中繼的層次結構中只有物理層 和鏈路層。

5、簡述 ATM 的工作原理及其信元的結構。并說明信元頭部各字段的作用和意義。

ATM的工作原理：ATM 是一種轉換模式（即前面所說的傳輸方式），在這一模式中信息被組織成信

元(Cell)，包含一段信息的信元并不需要周期性地出現在信道上，從這個意義上來說，這種轉換模式是 異步的。

ATM的信元結構：ATM 的信元具有固定長度，即總是53 個字節。其中5 個字節是信頭，48 個字節

是信息段。信頭包含各種控制信息，主要是表示信元去向的邏輯地址，另外還有一些維護信息、優先級

及信頭的糾錯碼，信息段中包含來自各種不同業務的用戶數據，這些數據透明地穿越網絡。信頭各字段的含義及功能：

GFC：一般流量控制字段，用以確定發送順序的優先級。VPI： 虛路徑標識字段/虛通道標識字段，用作路由選擇。

PT：負荷類型字段，用以標識信元頭部數據字段所攜帶的數據的類型。

CLP：信元丟失優先級字段，用于擁塞控制。當網絡出現擁塞時，首先丟棄CLP 最小值的信元。

HEC：信頭差錯控制字段，用以檢測信頭中的差錯，并可糾正其中的1 比特錯。HEC 的功能在物

理層實現。

6、簡要說明 ATM 的傳輸過程。ATM采用異步時分復用方式工作，來自不同信息源的信元匯集到一起，在一個緩沖器內排隊，隊

列中的信元逐個輸出到傳輸線路，在傳輸線路上形成首尾相連的信元流。信元的信頭中寫有信息的標志

（如 A 和B），說明該信元去往的地址，網絡根據信頭中的標志來轉移信元。

7、傳統的網絡互連設備如網橋、路由器和交換機存在什么樣的局限性？

網橋工作在數據鏈路層，網橋沒有路由功能，無法實現流量控制，廣播包的轉發容易導致廣播風暴，在某些情況下，因網橋擁塞而丟失幀，使得網絡不穩定，不可靠。

路由器的功能主要是通過軟件來實現的，處理延遲過高，容易成為網絡“瓶頸”；路由器的復雜性

還對網絡的維護工作造成了沉重的負擔。

交換機工作在數據鏈路層，可以看作是對多端口橋擴展。交換機可以用來分割LAN，連接不同的

LAN，或擴展LAN 的覆蓋范圍。它同網橋一樣，也不具有隔離廣播包的能力。

7缺點是其性能問題，對報文中的網絡地址進行檢查將比對幀中的MAC 地址進行檢查開銷更大。

15、簡述虛擬局域網的互連方式。

1)邊界路由：指的是將路由功能包含在位于主干網絡邊界的每一個 LAN 交換設備中。2)“獨臂”路由器：這種路由器一般接在主干網的一個交換設備上，以使得網絡中的大部分報文

在通過主干網時無須通過路由器進行處理，而且配置和管理起來也比較方便。

3)MPOA 路由：MPOA 的目的是給可能屬于不同路由子網的多個用ATM 網絡連接的設備提供直接 的虛擬連接，也就是說，MPOA 將使得多個屬于不同VLAN 的站點通過ATM 網絡直接進行通 信，而用不著經過一個中間的路由器。

4）第三層交換：具有智能可編程ASIC 的第三層交換機，它既包括第二層和第三層的交換功能，而

且還具備路由尋址功能。

16、什么是 VPN？它有哪些特點？如何保證安全？在哪些場合應用？

VPN 指的是依靠ISP 和其它NSP，在公共網絡中建立專用的數據通信網絡的技術。VPN 的特點包括安全保障、服務質量保證（QOS）、可擴充性和靈活性、可管理性。

目前VPN 主要采用如下四項技術來保證安全：隧道技術、加解密技術、密鑰管理技術、使用者與

設備身份認證技術。

VPN 技術將稱為當前廣域網建設的最佳解決方案之一，它不僅大大節省了廣域網的建設和運行維護

費用，而且增強了網絡的可靠性和安全性。同時，VPN 將加快企業網的建設步伐，使得集團公司不僅只

是建設內部局域網，而且能夠很快的把全國各地分公司的局域網連起來，從而真正發揮整個網絡的作用。

VPN 對推動整個電子商務、電子貿易也將起到無可低估的作用。

17、網絡管理包含如些基本功能？

ISO 建議網絡管理包含以下基本功能：故障管理、計費管理、配置管理、性能管理和安全管理

故障管理：必須具備快速和可靠的故障診斷、監測和恢復功能。計費管理：計費管理的根本依據是網絡用戶資源的情況。

配置管理：配置管理功能至少應包括識別被管理網絡的拓撲結構、識別網絡中的各種現象、自

動修改指定設備的配置、動態維護網絡配置數據庫等內容。性能管理：性能管理有監測和控制兩大功能。

安全管理：目的是確保網絡資源不被非法使用，防止網絡資源由于入侵者攻擊而遭受破壞。

18、簡述網絡安全的概念。

從廣義上講，術語“網絡安全”和“信息安全”是指確保網絡上的信息和資源不被非授權用戶所使

用，通常把為了保護數據及反黑客而設計的工具的集合稱為計算機安全。網絡安全是為了在數據傳輸期間保護這些數據并且保證數據的傳輸是可信的，它強調是網絡中信息

或數據的完整性、可用性以及保密性。

19、簡述對稱數據加密技術和非對稱數據加密技術的工作原理。

對稱加密技術的加密碼和解密過程采用同一把密鑰，即加密密鑰和解密密鑰相同。非對稱數據加密技術的加密和解密過程采用不同的密鑰，即加密密鑰和解密密鑰不同。發送方只

知道加密密鑰，而解密密鑰只有接收方自己知道。20、簡述認證和數字簽名的工作原理和應用。

要保護數據不受主動攻擊（數據的偽造和變動）則有不同的要求。防止此類攻擊的保護措施稱為報 文認證。

報文的認證過程使通信各方面能夠證實接收到的報文是可信的。有兩個重要的內容需要證實，一方

面是報文的內容沒有被改變，另一方面報文的來源是可信的。

所謂數字簽名，就是附加在數據單元上的一些數據，或是對數據單元作的密碼變換，也就是信息的

發送者使用公開密鑰算法的主要技術產生的別人無法偽造的一段數據串。發送者用自己的私有密鑰將數

9-據加密后傳送給接收者，接收者用發送者的公鑰解開數據后，就可確定消息來自于誰，這也是對發送者

發送消息真實性的一個證明，發送者對所發的信息不能反悔。在電子商務安全保密系統中，數字簽名技術有著特別重要的地位，在電子商務安全服務中的源認

證、完整性服務、不可否認服務中都要用到數字簽名技術。

應用廣泛的數字簽名方法有三種，即RSA 簽名、DSS 簽名、Hash 簽名。Wuxiaoyan99 制作 4/14/2010 由于時間短，文本中有一些文字錯誤，請大家自行糾正__

第三篇：傳感器原理及課后答案答案

1－1：答：傳感器在被測量的各個值處于穩定狀態時，輸出量和輸入量之間的關系稱為傳感器的靜態特性；其主要指標有線性度、靈敏度、精確度、最小檢測量和分辨力、遲滯、重復性、零點漂移、溫漂。

1－2：答：（1）動態特性是指傳感器對隨時間變化的輸入量的響應特性；

（2）描述動態特性的指標：對一階傳感器：時間常數

對二階傳感器：固有頻率、阻尼比。

1－3：答：傳感器的精度等級是允許的最大絕對誤差相對于其測量范圍的百分數，即 A＝ΔA/YFS＊100％

1－4；答：（1）：傳感器標定曲線與擬合直線的最大偏差與滿量程輸出值的百分比叫傳感器的線性度；（2）擬合直線的常用求法有：端基法和最小二5乘法。

1－5：答：由一階傳感器頻率傳遞函數w(jw)=K/(1+jωτ),確定輸出信號失真、測量結果在所要求精度的工作段，即由B/A=K/(1+(ωτ)),從而確定ω，進而求出f=ω/(2π).1－6：答：若某傳感器的位移特性曲線方程為y1=a0+a1x+a2x2+a3x3+…….讓另一傳感器感受相反方向的位移，其特性曲線方程為y2=a0－a1x＋a2x2－a3x3＋……，則Δy=y1－y2=2(a1x+a3x3+ a5x5……),這種方法稱為差動測量法。其特點輸出信號中沒有偶次項，從而使線性范圍增大，減小了非線性誤差，靈敏度也提高了一倍，也消除了零點誤差。

2－1：答：（1）金屬材料在受到外力作用時，產生機械變形，導致其阻值發生變化的現象叫金屬材料的應變效應。

（2）半導體材料在受到應力作用后，其電阻率發生明顯變化，這種現象稱為壓阻效應。2－2：答：相同點：它們都是在外界力作用下產生機械變形，從而導致材料的電阻發生變化所；不同點：金屬材料的應變效應以機械形變為主，材料的電阻率相對變化為輔；而半21/2

導體材料則正好相反，其應變效應以機械形變導致的電阻率的相對變化為主，而機械形變為輔。

2－3：答：金屬應變片單位應變引起的應變片電阻的相對變化叫金屬應變片的靈敏度系數；它與金屬絲應變靈敏度函數不同，應變片由于由金屬絲彎折而成，具有橫向效應，使其靈敏度小于金屬絲的靈敏度。

2－4：答：因為（1）金屬的電阻本身具有熱效應，從而使其產生附加的熱應變；

（2）基底材料、應變片、粘接劑、蓋板等都存在隨溫度增加而長度應變的線膨脹效應，若它們各自的線膨脹系數不同，就會引起附加的由線膨脹引起的應變；常用的溫度補償法有單絲自補償，雙絲組合式自補償和電路補償法。

2－5：答：（1）固態壓阻器件的特點是：屬于物性型傳感器，是利用硅的壓阻效應和微電子技術制成的壓阻式傳感器，具有靈敏度高、動態響應好、精度高易于集成化、微型化等特點。（2）受溫度影響，會產生零點溫度漂移（主要是由個橋臂電阻及其溫度系數不一致引起）和靈敏度溫度漂移（主要靈敏度系數隨溫度漂移引起）。

（3）對零點溫度漂移可以用在橋臂上串聯電阻（起調零作用）、并聯電阻（主要起補償作用）；

對靈敏度漂移的補償主要是在電源供電回路里串聯負溫度系數的二極管，以達到改變供電回路的橋路電壓從而改變靈敏度的。

2－6：答；（1）直流電橋根據橋臂電阻的不同分成：等臂電橋、第一對稱電橋和第二等臂電橋（2）等臂電橋在R＞＞ΔR的情況下，橋路輸出電壓與應變成線性關系；第一對稱電橋（鄰臂電阻相等）的輸出電壓等同于等臂電橋；第二對稱電橋（對臂電阻相等）的輸出電壓的大小和靈敏度取決于鄰臂電阻的比值，當k小于1時，輸出電壓、線性度均優于等臂電橋和第一對稱電橋。

3-1 電容式傳感器有哪些優點和缺點？

答：優點：①測量范圍大。金屬應變絲由于應變極限的限制，ΔR/R一般低于1％。而半導體應變片可達20％，電容傳感器電容的相對變化量可大于100％；

②靈敏度高。如用比率變壓器電橋可測出電容，其相對變化量可以大致107。－

③動態響應時間短。由于電容式傳感器可動部分質量很小，因此其固有頻率很高，適用于動態信號的測量。④機械損失小。電容式傳感器電極間吸引力十分微小，又無摩擦存在，其自然熱效應甚微，從而保證傳感器具有較高的精度。⑤結構簡單，適應性強。電容式傳感器一般用金屬作電極，以無機材料（如玻璃、石英、陶瓷等）作絕緣支承，因此電容式傳感器能承受很大的溫度變化和各種形式的強輻射作用，適合于惡劣環境中工作。電容式傳感器有如下不足：①寄生電容影響較大。寄生電容主要指連接電容極板的導線電容和傳感器本身的泄漏電容。寄生電容的存在不但降低了測量靈敏度，而且引起非線性輸出，甚至使傳感器處于不穩定的工作狀態。②當電容式傳感器用于變間隙原理進行測量時具有非線性輸出特性。

3-2 分布和寄生電容的存在對電容傳感器有什么影響？一般采取哪些措施可以減小其影響。

答：改變傳感器總的電容量，甚至有時遠大于應該傳遞的信號引起的電容的變化；使傳感器電容變的不穩定，易隨外界因素的變化而變化。

可以采取靜電屏蔽措施和電纜驅動技術。

3-3 如何改善單極式變極距型電容傳感器的非線性？

答：采用可以差動式結構，可以使非線性誤差減小一個數量級。

3－4：答：驅動電纜技術是指傳感器與后邊轉換輸出電路間引線采用雙層屏蔽電纜，而且其內屏蔽層與信號傳輸線（芯線）通過1：1放大器實現等電位，由于屏蔽電纜線上有隨

傳感器輸出信號變化而變化的信號電壓，所以稱之為“電纜驅動技術”。3-7 為什么高頻工作時的電容式傳感器其連接電纜不能任意變化？

答：因為連接電纜的變化會導致傳感器的分布電容、等效電感都會發生變化，會使等效電容等參數會發生改變，最終導致了傳感器的使用條件與標定條件發生了改變，從而改變了傳感器的輸入輸出特性。

4－1：答：差動式電感傳感器是通過改變銜鐵的位置來改變兩個差動線圈磁路的磁阻而使兩個差動結構的線圈改變各自的自感系數實現被測量的檢測，而差動變壓器式傳感器則是通過改變銜鐵的位置改變兩個原副線圈的互感系數來檢測相關物理量的。

5－1答:（1）某些電介質，當沿著一定方向對其施加力而使它形跡時，內部產生極低化現象，同時在它的兩個表面上產生符號相反的電荷；當外力去掉后，又重新恢復不帶電的狀態，這種現象稱為壓電效應。（2）不能，因為構成壓電材料的電介質，盡管電阻很大，但總有一定的電阻，外界測量電路的輸入電阻也不可能無窮大，它們都將將壓電材料產生的電荷泄漏掉，所以正壓電式不能測量靜止電荷。

5-3:答：（1）壓電式傳感器前置放大器的作用：一是把壓電式傳感器的高輸出阻抗變換為低輸出阻抗輸出，二是放大壓電式傳感器的輸出弱信號。

(2)壓電式電壓放大器特點是把壓電器件的高輸出阻抗變換為傳感器的低輸出阻抗，并保持輸出電壓與輸入電壓成正比。

而電荷放大器的特點是能把壓電器件的高內阻的電荷源變換為傳感器低內阻的電壓源，以實現阻抗匹配，并使其輸出電壓與輸入電壓成正比，且其靈敏度不受電纜變化的影響。

因為電壓放大器的靈敏度Ce的大小有關，見（5－20式）。

6-3．光柵式傳感器的基本原理是什么？莫爾條紋是如何形成的?特點？

當標尺光柵相對于指示光柵移動時，形成的莫爾條紋產生亮暗交替的變化，利用光電接收原件將莫爾條紋亮暗變化的光信號轉換成電脈沖信號，并用數字顯示，從而測出標尺光柵的移動距離（2）1.雖然光柵常數w很小，但只要調整角度seta，即可得到很大的莫爾條紋寬度Bh，起到了放大作用2.莫爾條紋的光強度變化近似于正弦變化便于將電信號進一步細分3.光電元件接收的并不只是固定一點的條紋，而是一定范圍內的所有刻線產生的條紋4.莫爾條紋技術還可用徑向光柵進行角度測量

6-4光柵傳感器有高精度的原因

1.調整角度seta獲得很大的莫爾條紋寬度起到放大作用，提高了測量精度

2.通過細分技術提高測量精度

3.光電元件接受一定長度范圍內的所有刻線產生的條紋，對光柵刻線的誤差起到了平均作用，可能得到比光柵本身的刻線精度高的測量精度

8－1：答：（1）在垂直于電流方向加上磁場，由于載流子受洛侖茲力的作用，則在平行于電流和磁場的兩端平面內分別出現正負電荷的堆積，從而使這兩個端面出現電勢差，這種現象稱為霍爾效應。

（2）應該選用半導體材料，因為半導體材料能使截流子的遷移率與電阻率的乘積最大，而使兩個端面出現電勢差最大。

（3）應該根據元件的輸入電阻、輸出電阻、靈敏度等合理地選擇元件的尺寸。

8－2：答：（1）不等位電勢的重要起因是不能將霍爾電極焊接在同一等位面上，可以通過機械修磨或用化學腐蝕的方法或用網絡補償法校正。

8－7答：（1）分為外光電效應和內光電效應兩類；

（2）：外光電效應，利用物質吸收光的能量大于物質的逸出功，使電子跑出物體表面，向外界發射的外光電效應。如光電管與光電倍增管。

內光電效應：利用物質吸收光的能量大于物質的禁帶寬度，使物質中的電子從健合態過度到自由狀態，而使物質的電阻率減小的光電效應。如光敏電阻。

8－8答：（1）光電池的開路電壓是指外電路開路時光電池的電動勢；短路電流是指外接負載相對于光電池內阻而言是很小的情況下，光電池的輸出電流。

（2）因為負載電阻越小，光電流與光照強度的關系越接近線性關系，且線性范圍也越寬

第四篇：機械原理課后答案-高等教育出版社

機械原理作業

第一章 結構分析作業

1.2 解：

F = 3n－2PL－PH = 3×3－2×4－1= 0

該機構不能運動，修改方案如下圖：1.2 解：

（a）F = 3n－2P1= 1 A點為復合鉸鏈。

L－PH = 3×4－2×5－（b）F = 3n－2PL－PH = 3×5－2×6－2= 1

B、E兩點為局部自由度, F、C兩點各有一處為虛約束。

（c）F = 3n－2PL－PH = 3×5－2×7－0= 1

FIJKLM為虛約束。

1.3 解：

F = 3n－2PL－PH = 3×7－2×10－0= 1

1）以構件2為原動件，則結構由8－

7、6－

5、4－3三個Ⅱ級桿組組成，故機構為Ⅱ級機構(圖a)。

2）以構件4為原動件，則結構由8－

7、6－

5、2－3三個Ⅱ級桿組組成，故機構為Ⅱ級機構(圖b)。

3）以構件8為原動件，則結構由2－3－4－5一個Ⅲ級桿組和6－7一個Ⅱ級桿組組成，故機構為Ⅲ級機構(圖c)。

(a)

(b)

(c)

第二章

運動分析作業

2.1 解：機構的瞬心如圖所示。

2.2 解：取?l?5mm/mm作機構位置圖如下圖所示。

1.求D點的速度VD VD?VP13 VD而

2.求ω1

VE?AEP14P13?2425，所以

VD?VE2425?150?2425?144mm/s

3.求ω2

?2?1?1?VElAE?150120?1.25rad/s

?2??13898?1.25?3898?0.46rad/s?P12P14P12P24?3898 因，所以4.求C點的速度VC

??1mm/mm

VC??2?P24C??l?0.46?44?5?101.2mm/s

2.3 解：取l作機構位置圖如下圖a所示。1.求B2點的速度VB2

VB2 =ω1×LAB =10×30= 300 mm/s 2.求B3點的速度VB3

VB3 ＝ VB2 ＋

VB3B2

大小？

ω1×LAB

？ 方向 ⊥BC

⊥AB

∥BC 取?v?10mm/smm作速度多邊形如下圖b所示，由圖量得：

VB3?pb3??v?27?10?270mm/spb3?22mm，所以

mm 由圖a量得：BC=123 mm , 則

lBC?BC??l?123?1?123

3.求D點和E點的速度VD、VE

利用速度影像在速度多邊形，過p點作⊥CE，過b3點作⊥BE，得到e點；過e點作⊥pb3，得到d點 , 由圖量得：所以 VD?pd??v?15?10?150mm/spd?15mm，pe?17mm，； VE?pe??v?17?10?170mm/s VB3B2?b2b3??v?17?10?170mm/s 4.求ω

?V3?B3?270l?2.2rad/sBC123

5.求anB2

an22B2??1?lAB?10?30?3000mm/s2

6.求aB3

aB3 ＝ aB3n ＋ aB3t ＝ aB2 ＋

aB3B2k ＋

aτB3B

2大小 ω32LBC ？

ω12LAB

2ω3VB3B2

？

方向

B→C ⊥BC

B→A

⊥BC

∥BC n22 aB3??3?l2BC?2.2?123?595mm/s

ak?2?2B3B23?VB3B2?2?2.2?270?1188mm/s 5

取

?a?50mm/s2mm作速度多邊形如上圖c所示，由圖量得： ,所以

mm/s2?b'3?23mm，n3b'3?20mmaB3??b'3??a?23?50?1150t

7.求?3

taB3?n3b'3??a?20?50?1000mm/s

lBC123

8.求D點和E點的加速度aD、aE ?3?aB3?1000?8.13rad/s2利用加速度影像在加速度多邊形，作??b'3e∽?CBE, 即

?b'3CB ??eCE?b'3eBE，得到e點；過e點作⊥?b'3，得到d點 , 由圖量得：?e?16mm，?d?13mm，aD??d??a?13?50?650mm/s2所以，a2E??e??a?16?50?800mm/s。

2.7 解：取?l?2mm/mm作機構位置圖如下圖a所示。

一、用相對運動圖解法進行分析 1.求B2點的速度VB2

VB2 =ω1×LAB =20×0.1 = 2 m/s 2.求B3點的速度VB3

VB3 ＝ VB2 ＋

VB3B2

大小？

ω1×LAB

？

方向 水平

⊥AB

∥BD 取?v?0.05m/smm作速度多邊形如下圖b所示，由圖量得：

pb3?20mm，所以

而VD= VB3= 1 m/s

nVB3?pb3??v?20?0.05?1m/s

3.求aB2

aB2??1?lAB?20?0.1?40m/sn222

4.求aB3

τ

a B3 ＝ aB2n

＋

a B3B

2大小

？

ω12LAB

？

方向

水平

B→A

∥BD 取?a?1m/s2

mm作速度多邊形如上圖c所示，由圖量得：

aB3??b'3??a?35?1?35m/s2，所以

二、用解析法進行分析

2?b'3?35mm。

2VD3?VB2?sin?1??1?lAB?sin?1?20?0.1?sin30??1m/s21aD3?aB2?cos?1???lAB?cos?1?20?0.1?cos30??34.6m/s

第三章 動力分析作業

3.1 解：

根據相對運動方向分別畫出滑塊1、2所受全反力的方向如圖a所示，圖b中三角形①、②分別為滑塊2、1的力多邊形，根據滑塊2的力多邊形①得：

FrFR12R12cos?sin(60??2?)?sin(90???)?Fcos?，FR?F12rsin(60??2?)

由滑塊1的力多邊形②得：

Fd?FR21sin(60??2?)sin(90???)?FR21cos?，Fsin(60??2?)cos?sin(60??2?)sin(60??2?)d?FR21cos??Frcos?sin(60??2?)?Frsin(60??2?)

而 ??tg?1f?tg?1(0.15)?8.53?

所以 F60??2?)d?Fsin(rsin(60??2?)?1000sin(60??2?8.53?)sin(60??2?8.53?)?1430.7N3.2 解：取?l?5mm/mm作機構運動簡圖，機構受力如圖a)所示；

取

?F?50N/mm作機構力多邊形，得：

FR65?60?50?3000N，FR45?67?50?3350N，FR45?FR54?FR34?FR43?3350N，FR23?35?50?1750FR63?50?50?2500N，FR23?FR32?FR12?FR21?1750N

Mb?FR21lAB?1750?100?175000N?mm?175N?m

3.2 解：機構受力如圖a)所示

N，由圖b)中力多邊形可得：FR65?tg?4F5?tg45??1000?1000N

FR545?FR43?Fsin??1000.2N

4sin45??1414 FR43?FR63FR23sin116.6?sin45??sin18.4?

Fsin45?sin45?R63?sin116.6?FR43?sin116.6??1414.2?1118.4N

FR23?sin18.4?sin116.6?Fsin18.4?R43?sin116.6??1414.2?500N 所以 FR21?FR23?FR61?500N

Mb?FR21lAB?500?100?50000N?mm?50N?m

3.3 解：機構受力如圖所示

由圖可得：

對于構件3而言則：Fd?FR43?FR23?0，故可求得 FR23 對于構件2而言則：FR32?FR12

對于構件1而言則：Fb?FR41?FR21?0，故可求得

Fb

3.7 解：

1.根據相對運動方向分別畫出滑塊1所受全反力的方向如圖a所示，圖b為滑塊1的力多邊形，正行程時Fd為驅動力，則根據滑塊1的力多邊形得：

Fdsin(??2?)?FR21sin?90??(???)??FR21cos(???)，FR21?Fd

cos(???)sin(??2?)

則夾緊力為：Fr?FR21cos??Fdcos(???)cos?sin(??2?)2.反行程時?取負值，F'R21為驅動力，而F'd為阻力，故

F'R21

?F'dcos(???)sin(??2?)，cos?sin??F'dtg?而理想驅動力為：F'R210?F'd所以其反行程效率為：

?'?F'RF'd21

0F'R?F'dtg?21cos(???)sin(??2?)?sin(??2?)tg?cos(???)

sin(??2?)當要求其自鎖時則，?'?tg?cos(???)?0，故 sin(??2?)?0，所以自鎖條件為：??2?

3.10 解：

1.機組串聯部分效率為：

?'??23?2?9821?0.9?0.?0.95?0.8

212.機組并聯部分效率為：

?''?PA?A?PB?B2?0.8?3?0.7P2?3?A?P??B2?3?0.98?0.95?0.688 3.機組總效率為：

???'?''?0.821?0.688?0.565?56.5%

4.電動機的功率

輸出功率：Nr?PA?PB?2?3?5kw 電動機的功率：Nd?Nr?5?0.565?8.85kw

第四章平面連桿機構作業

4.1 解：

1.① d為最大，則

a?d?b?c

故 d?b?c?a?280?360?120?520mm

② d為中間，則

a?c?b?d

故 d?a?c?b?120?360?280?200mm

200mm?d?520mm所以d的取值范圍為：

2.① d為最大，則

a?d?b?c 故 d?b?c?a?280?360?120?520mm

② d為中間，則

a?c?b?d 故 d?a?c?b?120?360?280?200mm

③ d為最小，則

c?d?b?a 故 d?b?a?c?280?120?360?40mm

④ d為三桿之和，則

d?b?a?c?280?120?360?760mm

所以d的取值范圍為：40mm?d?200mm和520mm?d?760mm 14

3.① d為最小，則

c?d?b?a 故 d?b?a?c?280?120?360?40mm

4.3 解：機構運動簡圖如圖所示，其為曲柄滑塊機構。

4.5 解：

1.作機構運動簡圖如圖所示；由圖量得：??16?，??68?，?max ?min?155?，?min?52?，所以 ?180???max?180??155??25?，行程速比系數為：2.因為 l1是擺轉副。K?180???180????180??16?180??16??1.20

?l3?28?72?100?l2?l4?52?50?102

所以當取桿1為機架時，機構演化為雙曲柄機構，C、D兩個轉動副3.當取桿3為機架時，機構演化為雙搖桿機構，A、B兩個轉動副是周轉副。4.7 解：1.取?l?6mm/mm作機構運動簡圖如圖所示；由圖量得：

180???180????180??5?180??5??1.05??5?，故行程速比系數為：

K?

由圖量得：行程：h?40??l?40?6?240mm

2.由圖量得：?min?68?，故?min?68??????40? 3.若當e?0，則K= 1，無急回特性。4.11 解： 1.取2.由圖中量得： ?l?4mm/mm，設計四桿機構如圖所示。

lAB?AB??l?70?4?280mm。lCD?C1D??l?25?4?100mmlAD?AD??l?78.5?4?314mm 16

4.16 解： 1.取?l?1mm/mm，設計四桿機構如圖所示。

2.由圖中量得：

lAB?AB1??l?21.5?1?21.5mm，lBC?B1C1??l?45?1?45mm。

?63?，圖中AB”C” 為 3.圖中AB’C’為?max的位置，由圖中量得?max ?max的位置，由圖中量得?max?90?。

4.滑塊為原動件時機構的死點位置為AB1C1和AB2C2兩個。

4.18 解： 1.計算極位夾角：??K?1K?1?180??1.5?11.5?1?180??36?

2.取?l?2mm/mm，設計四桿機構如圖所示。

3.該題有兩組解，分別為AB1C1D和AB2C2D由圖中量得：

lAB1?AB1??l?24?2?48mm，lB1C1?B1C1??l?60?2?120mm ；

lABlB2?AB2??l?11?2?22mm。2C2?B2C2??l?25?2?50mm

第五章 凸輪機構作業

5.1 解：

圖中(c)圖的作法是正確的，(a)的作法其錯誤在于從動件在反轉過程的位置應該與凸輪的轉向相反,圖中C’B’為正確位置；(b)的作法其錯誤在于從動件在反轉過程的位置應該與起始從動件的位置方位一致，圖中C’B’為正確位置；(d)的作法其錯誤在于從動件的位移不應該在凸輪的徑向線上量取，圖中CB’為正確位置。

5.4 解：如圖所示。

5.5 解： 凸輪的理論輪廓曲線、偏距圓、基圓如圖所示；

第五篇：車站信號自動控制原理測試題及答案修改

一、填空題（共20個空，每空1分，共20分）

1、在車站范圍內，列車和調車車列由某一指定地點運行至另一指定地點所經過的路段稱做進 路。

2、從排列進路到列車或車列通過了該進路是一過程，我們稱該過程為進路控制過程。進路控制過程可分為進路建 立 和進 路 解 鎖兩個大的階段。

3、信號、道岔和進路必須按照一定程序并滿足一定條件才能動作和建立的這種約束稱做聯 鎖。

4、單線車站正線的進站道岔為車 站 兩 端 向 不 同 線 路 開 通位臵為定位，由左側行車制決定。雙線車站正線上的進站道岔，為向各該正線開通的位臵為定位

5、在鐵路信號系統中，凡是涉及行車安全的繼電器電路都必須采用安 全 型繼電器。

6、安全技術首先是從鐵路信號開始的。故 障 導 向 安 全是鐵路信號領域必須貫徹的原則

7、為了記錄按壓每個進路銨鈕的動作，一般對應每個進路按鈕設臵一個AJ。但是，對應每個單臵調車進路按鈕應設臵1AJ、2AJ、AJ三個按鈕繼電器。

8、在建立進路的過程中，從按壓進路按鈕起到進路選出這一階段所涉及的各個繼電器電路統稱選 擇 組電路。

9、所謂超限界絕緣系指具有以下兩個特征的絕緣：一是絕緣節的設臵位臵距道岔警沖標不足3.5m；二是該絕緣節兩側的兩個道岔之間沒有雙動關系（即這兩個道岔各有自己的控制電路）。

10、列車用的信號機應在列車駛 入 進 路 后立即關閉；調車用的信號機則根據作業需要應在列 車 出 清 接近區 段，或當接近區段留有車輛時，待車列出清調車信號內方第一道岔區段后才自動關閉。

11、信號機的允許顯示因故熄滅時（允許燈泡的燈絲斷絲），應自動改點禁止顯示——紅燈。

12、調車中途返回解鎖有兩種情況：一是牽出進路全部區段都沒有解鎖；二是牽出進路有一部分區段已經解鎖，還留有一部分區段沒有解鎖。

13、信號開放后車已經接近，即進路處于接近鎖閉狀態時，要想改變進路，必須先使進路解鎖，這時必須用人工延時解鎖的辦法，從信號 2 關閉時算起，接車進路和正線發車進路，要延時3分鐘解鎖，側線發車進路和調車進路，要延時30秒。

14、信號開放以后，在車列駛入進路以前，若進路中某段軌道電路瞬時故障導致信號機自動關閉。在軌道電路故障自動消失且進路仍處于鎖閉狀態時，允許值班員再次按下該進路的始 端按鈕，讓 FKJ 再度勵磁吸起，信號機可再次開放。

二、單選題（共10個小題，每小題2分，共20分）

1、捺形渡線道岔反位操縱繼電器的勵磁網路線是：（A）A.3、4線 B.5、6線 C.1、2線 D.7線

2、當辦理下行列車通過作業時，只須按壓哪兩個按鈕就可把下行列車通過進路選出來。（A）

A.XTA和XLZA B.XTA和SLZA C.XTA和STA D.XTA和SLA

3、道岔區段有車時，道岔不應轉換，此種鎖閉叫做（A）A.區段鎖閉 B.進路鎖閉 C.單獨鎖閉 D.接近鎖閉

4、兩路主、副電源必須自動互相切換，即一路停電時能自動倒換到另一路。在轉換過程中，斷電時間不得超過（B）A.0.2s B.0.15s C.0.1s D.0.3s 3

5、當列車或車列未駛入接近區段時，允許操作人員立即使進路解鎖而不會危及行車安全，習慣上稱這種解鎖方式為（C）A.正常解鎖 B.人工解鎖 C.取消進路 D.進路解鎖

6、當單臵調車進路按鈕作為變通按鈕使用時，它的按鈕繼電器吸起的是（C）

A.1AJ和AJ B.1AJ和2AJ C.1AJ、2AJ和AJ D.2AJ和AJ

7、檢查進路選排一致性的繼電器是（A）A.KJ B.XJJ C.KJ和ZJ D.XJJ和ZJ

8、在8線，檢查本咽喉區沒有建立敵對進路時通過（C）的后接點來實現的。

A.KJ B.XJJ C.KJ和ZJ D.KJ和XJJ

9、引導信號應顯示（B）燈光 A.紅 B.紅和白 C.白 D.黃

10、當道岔啟動電路已經動作后，如果車隨即駛入道岔區段，則應保證使轉轍機（C），不要受上述區段鎖閉的限制。

A.停止轉換 B.反向轉換 C.繼續轉換到底 D.停止轉換并回轉

三、判斷題（共15個小題，每小題1分，共15分）

1、防護道岔、帶動道岔都必須進行聯鎖條件的檢查，防護道岔、帶動道岔不在防護的位臵，進路就不能建立。錯。帶動道岔不檢查聯鎖條件。

2、所謂安全型繼電器是指它的結構必須符合故障-安全原則，是一種不對稱器件，在故障情況下使前接點閉合的概率遠大于后接點閉合的概率。

錯。前接點閉合的概率遠小于后接點閉合的概率。3、4個方向繼電器同時只允許其中一個方向繼電器勵磁吸起，并保持到整條進路全部選出為止。對。

4、股道有車占用時不允許向其排列調車進路。錯。應為允許

5、允許兩端同時向無岔區段辦理調車作業。錯。不允許同時向無岔區段調車。

6、聯鎖設備、調度集中設備都是安全性設備。錯。調度集中設備不屬于安全性設備。

7、故障-安全混線防護位臵法的關鍵在于繼電器和電源必須分設在可能混線位臵的同側。錯。應為兩側。

8、依照按壓進路始端按鈕和進路的終端按鈕先后順序，能確定進路的運行方向和進路的不同性質。錯。不能區分進路的性質。

9、調車按鈕可兼做列車進路的變更按鈕，也能兼做調車進路的變更按鈕。

錯。調車按鈕不能兼做調車進路的變更按鈕

10、在執行組電路中，由于一些繼電器電路的邏輯條件涉及到信號、道岔和道岔區段，因此，它們的電路具有網絡形狀。錯。應為站場形狀。

11、在尖軌和基本軌之間夾有障礙物（如道碴等）而使道岔不能轉換到極處，再操縱時，應使道岔能向反方向轉換，以防電機過載。對。

12、檢查另一咽喉區沒有建立迎面的敵對進路。是通過檢查另一咽喉該股道處的照查繼電器GJJ的前接點來實現。

錯。應為ZCJ繼電器。

13、道岔位臵正確，用DBJ或FBJ的前接點來證明，把道岔鎖在規定的位臵用1SJ、2SJ或SJ的前接點來實施。錯。應為鎖閉繼電器的后接點。

14、為防護守車“跳動”所可能引起的道岔中途轉換事故，利用FDGJ的緩放性能，采取了車出清道岔區段后，延遲30秒解鎖的防護措施。錯。應為3秒。

15、在6502電氣集中電路里對應每一道岔區段設一個鎖閉繼電器。錯。應為每組道岔。

四、簡答題（共5個小題，每小題5分，共25分）

1、進路建立到解鎖分哪5個階段？

答：1．道岔轉換階段；2。進路選排一致檢查階段；3．進路鎖閉階段；4．開放信號階段；5.進路解鎖階段

2、什么叫超限絕緣檢查？

在檢查道岔軌道區段空閑時，還必須注意是否要檢查超限界絕緣節另一側的非進路內道岔區段的空閑狀態。習慣上稱這種檢查為超限界絕緣檢查。

3、開放信號前先檢查什么燈絲完整，即確實是在點什么燈？ 答：檢查紅燈燈絲完整，在點紅燈。

4、引導鎖閉有哪幾種及鎖閉方式？ 答：引導鎖閉分為兩種；

一種是按進路鎖閉方式的，叫引導進路鎖閉；另一種是把全咽喉所有的聯鎖道岔都鎖閉的方式叫引導總鎖閉。

5、什么叫聯鎖？

答：信號、道岔和進路必須按照一定程序并滿足一定條件才能動作和建立的這種約束稱做聯鎖。

五、論述題或應用題（共2個小題，每小題10分，共20分）

1、簡述繼電器 DCJ 和 FCJ、DBJ 和 FBJ、KJ、ZJ的名稱和作用。答：概括地說，道岔操縱繼電器 DCJ 和 FCJ 是為了選道岔位臵用的，道岔表示繼電器DBJ 和 FBJ 是反映道岔位臵用的，開始繼電器KJ 和 終端ZJ 是記錄進路的始端位臵和終端位臵用的，而 KJ 是兼作檢查進路選排一致性的。

2、選擇組電路共有哪幾條網路，各網路的作用是什么？ 答： 共有6條網路，作用如下： 1、2線是“八”字撇形渡線道岔反位操縱繼電器網路；

3、4線是“八”字捺形渡線道岔反位操縱繼電器網路；

5、6線是渡線道岔的定位操縱繼電器和單動道岔的定位和反位操縱繼電器網路，進路選擇繼電器也屬于這一組。