第一篇:酶技術原理與應用
酶法提取原理
摘要:簡要介紹了酶法提取的基本原理、特點及提取速率的影響因素,結合酶法在提取有效成分中的應用實例和與其他技術的聯用,對酶法在中藥提取領域的前景進行展望。
關鍵詞:酶法;中藥提取;綜述
中藥是中華民族燦爛文明中一朵盛開的奇葩,有著幾千年的悠久歷史。中藥成分復雜且很多貴重有效成分含量很低,因此中藥開發中的關鍵工序即為如何有效地提取中藥中的有效成分。傳統提取方法如煎煮、回流、浸漬、滲漉法,存在著周期長、工序多、提取率不高等缺點。酶作為一種生物催化劑,在中藥提取中,對中草藥細胞壁的有效成分進行分解破壞,從而降低傳質阻力,提高提取率;可改變中藥目標產物的生理生化性能,優化產物效用,并且酶法提取操作簡單,條件溫和,環保無毒,現已將其用于中藥提取過程。本文就酶法的提取技術及其應用進展方面進行綜述。
1酶法提取的基本原理
大多數中藥為植物性草藥,中藥材中的有效成分多存在于植物細胞的細胞質中。在中藥提取過程中,溶劑需要克服來自細胞壁及細胞間質的傳質阻力。細胞壁是由纖維素、半纖維素、果膠質等物質構成的致密結構,選用合適的酶(如纖維素酶、半纖維素酶、果膠酶)對中藥材進行預處理,能分解構成細胞壁的纖維素、半纖維素及果膠,從而破壞細胞壁的結構,產生局部的坍塌、溶解、疏松,減少溶劑提取時來自細胞壁和細胞間質的阻力,加快有效成分溶出細胞的速率,提高提取效率,縮短提取時間[1]。
而且,在中藥提取中酶法可作用于目標產物,改善目標產物的理化性質,提高其在提取溶劑中的溶解度,減少溶劑的用量,降低成本;也可改善目標產物的生理生化功能,從而提高其效用。
2酶法提取的特點
2.1反應條件溫和,產物不易變性
酶法提取主要采用酶破壞細胞壁結構,具有反應條件溫和、選擇性高的特點,而酶的專一性可避免對底物外物質的破壞。在提取熱穩定性差或含量較少的化學成分時,優勢更為明顯。楊云龍等[2]用酶法提取洋蔥中黃酮類化合物,采用酶解法來處理洋蔥皮,避免了因高溫對黃酮類化合物結構的破壞,提高了黃酮類化合物的提取率。
2.2提高提取率,縮短提取時間
酶法預處理減少了中藥材中有效成分的溶出及溶劑提取時的傳質阻力,縮短了提取時間,提高了提取率,具有很大的應用價值。張文森[3]使用復合酶法提取茉莉花中有效成分,相比較傳統的水提取,提取溫度由85~90℃降至50℃,提取時間由3h降至1h,提取率由55%~60%升至65%~70%。
2.3降低成本,環保節能
酶法是綠色高效的植物提取技術,可利用相關的酶制劑來提高提取物的極性,從而減少有機溶劑的使用,降低成本。
2.4優化有效組分
酶法不僅可以應用在中藥材的提取過程,也可對中藥提取物進行酶法處理,優化有效組分,提高目標產物的藥用價值。肖連冬使用堿性蛋白酶對啤酒糟麥芽蛋白進行水解,在最佳酶解條件下,麥芽蛋白的起泡性、溶解性和乳化性分別達到167%、22.68%和13.8%,比未改性前的麥芽蛋白分別提高了735%、247%和27.8%。
[4]
2.5工藝簡單可行
酶法提取在原工藝條件上僅增加了1個操作單元,反應條件溫和易獲得,不需要對原有工藝設備進行過多的改變,對反應設備的要求較低,操作簡單。姚曉琳等
[5]在研究酶法提取柑橘黃酮時,與原有醇提工藝相比,僅在乙醇浸取提取步驟前增加了一個步驟——適量酶液酶解提取。總黃酮提取率可達2.67±0.06%,提取率大幅提高。
3酶法提取的影響因素
3.1藥材顆粒度
為利于酶解,需對藥材進行預處理。如用粉碎機作預處理,粉碎顆粒越細,越易懸浮在酶解液中,增加有效面積而易被酶水解,加快水解速度。但粉碎過細,吸附作用過強,反而會影響擴散作用。因此通常在提取前適當粉碎,可提高酶解效率。
3.2提取溶劑
酶法提取的關鍵,是選擇適當的溶劑。溶劑選擇適當,就可以比較順利地將需要的成分提取出來,并且可溶解較多的有效成分。選擇溶劑主要注意以下3點:(1)溶劑對有效成分溶解度大,對雜質溶解度小;(2)溶劑不能與中藥的成分起化學變化;(3)溶劑要經濟、易得、使用安全等。現在工業生產及實驗室主要采用水、乙醇等作為提取的溶劑。
3.3溫度及pH
溫度增高,分子運動加快,溶解、擴散速度也加快,有利于有效成分的提出,所以熱提常比冷提效率高。但溫度過高,有些有效成分被破壞,酶的活性降低,甚至失活,同時雜質的溶出也增多。故一般加熱不超過60℃,最高不超過100℃。過高或過低的pH都會導致酶失活,pH不僅影響酶立體構象,也影響底物解離狀態。在最適宜的pH下進行提取,效率最高。
3.4酶解時間
有效成分的提取率通常隨提取時間的延長而增加,直到藥材細胞內外有效成分的濃度達到平衡為止。所以不必無限制地延長提取時間,一般用水加熱提取以每次0.5~1h為宜,用乙醇加熱提取每次以1h為宜。
3.5酶的用量
隨著酶的濃度的升高,與底物的接觸面積增大,酶解反應速率增大。但當酶的濃度達到過飽和時,底物濃度相對較低,酶與底物競爭,會對酶產生抑制作用,酶得不到充分利用,造成浪費。
4酶法提取在中藥領域的應用實例
4.1酶法作用于植物細胞壁
植物細胞壁及細胞間質中的纖維素、半纖維素、果膠等具有大分子結構的物質是中藥提取中傳質的主要阻力來源。所以采用酶法提取,分解破壞植物細胞的細胞壁,多采用纖維素酶、半纖維素酶、果膠酶。
(1)纖維素酶。纖維素是由β-D-葡萄糖以1,4-β葡萄糖苷鍵連接,用纖維素酶酶解可以破壞β-D-葡萄糖苷鍵,使細胞壁破壞,有利于對有效成分的提取。項雷文等[6]通過正交實驗法研究了纖維素酶法提取杭白菊中總黃酮的主要工藝參數(酶添加量、酶解時間、酶解溫度和pH)對總黃酮提取率的影響。得到纖維素酶法提取的最佳條件為:酶添加量0.5%、酶解時間2.5h、酶解溫度55℃、pH5.0,此條件下總黃酮提取率比對照組提高了19.2%。
(2)果膠酶。果膠酶是作用于果膠復合物的酶的總稱。果膠酶有兩種:果膠甲酯酶和多聚半乳糖醛酸酶。周向榮等[7]利用鹽漬藠頭提取其風味物質,考查了pH值、溫度、加熱時間、商品果膠酶添加量對鹽漬藠頭中蒜素提取效果的影響。在果膠酶同原料比為0.6%~1.2%,pH3.4、溫度50℃、提取時間2~4h的條件下,蒜素的提取率可達到較高水平(0.21~0.27g/100ML),且出汁效果較好(90%~92%),固形物含量較高(19.2~19.8Brix),能較好地保持藠頭特有的香氣。
(3)半纖維素酶。戴瑜等[8]研究了半纖維素酶法提取杜仲葉中主要有效成分,即苯丙素類的綠原酸(CHA),通過單因素試驗、正交試驗和方差分析確定了半纖維素酶法提取杜仲葉中綠原酸的最佳操作條件。結果表明:加入996U/g半纖維素酶0.45%、pH4.0、溫度40℃,得率最高可達38.01mg/g。
(4)復合酶。采用兩種或兩種以上的酶按一定比例進行組合,進行中藥提取,可以較大地加快提取速率,提高提取率。吳國卿等[9]研究了復合酶法提取野木瓜汁的工藝。以野木瓜為原料,采用復合酶法提取野木瓜汁。確定了果膠酶與纖維素酶的最佳添加比例為1︰6。復合酶提取野木瓜汁的最佳酶解工藝條件為:復合酶添加量1.0%,酶解溫度45℃,pH4.0,酶解時間2.5h,在此最佳條件下,野木瓜出汁率可達56.7%,比空白樣的出汁率13.7%高出43.0%。
4.2酶法作用于目標產物
對于有效成分中立體結構大的物質,可使用葡萄糖苷酶、轉苷酶、淀粉酶等進行分解糖苷鍵等,改變理化性質,增大極性,減少有機溶劑的用量,降低成本,且改變生理生化性質,提高效用。
(1)轉苷酶。許明淑等[10]在提取銀杏葉黃酮時,使用Suhong475轉苷酶和糖基配體對銀杏葉進行處理,提高黃酮苷元、黃酮苷的極性,進而在30%乙醇溶劑中提取。此時的提取率相當于60%乙醇提取條件下的提取率。郁軍等[11]使用淀粉酶和環糊精轉糖苷酶(cGTase)處理甜菊糖作用于甜菊糖苷,破壞了甜菊苷的結構,與未用酶法處理過的甜菊糖相比較,有效地改善了甜菊糖的后苦味。
(2)葡萄糖苷酶。殷涌光等[12]從松針中提取松針黃酮,即8-葡萄糖苷酶松針總黃酮(PNF),使用葡萄糖苷酶酶解PNF,酶解溫度40℃,酶添加量1/1000,底物質量濃度0.6g/L,酶解時間5h,經過修飾后的PNF對自由基清除率、羥基自由基清除率、超氧陰離子清除率及對鐵離子的還原能力都有明顯地提高。
(3)復合酶。兩種以上的酶的應用,既可以對植物細胞壁進行作用,也可以對有效成分進行優化。董捷等[13]在研究油菜花粉萌發孔通透性時采用了復合酶法中溫淀粉酶和復合纖維素酶的組合。結果表明:用中溫淀粉酶和復合纖維素酶處理花粉后,每克花粉上清液中可溶性糖含量最高可達到(0.365±0.017g),與空白相比提高了53%。
5酶法提取技術與其他技術的聯用
某些中藥采用酶法提取時收率明顯提高,具有較大的應用潛力,但該技術同時也存在著一定的局限性。酶法的最佳反應條件需要嚴格控制,條件微小的波動,也有可能引起酶活性的大大下降。實驗中的酶有可能會與實驗中其他的化學物質發生反應,會影響反應速率和產物的純度。故實驗室或工業生產中,多采用酶法與其他技術的聯合進行中藥提取,可揚長補短,發揮協同作用,提高有效成分的提取效率。
5.1酶法協同超聲波
趙玉等[14]采用復合酶法協同超聲波提取南瓜水溶性多糖,試驗將兩種獨立的提取方法進行協同作用,考察協同作用對提取效果的影響,并與單一超聲波法、復合酶解法相比較。原料經復合酶酶解處理,超聲10min后,多糖提取率為25.94%,提取率明顯高于單一使用超聲波、復合酶法的提取。
5.2酶法協同超高壓提取
超聲波在使用時,在破碎細胞的同時,會引起溫度急劇上升,費用較高。而超高壓提取可在低溫條件下應用,不會引起溫度的劇烈變化,不會引起酶的活性降低,在熱敏物質的提取中應用將會更為廣泛。奚海燕等[15]在超高壓輔助酶法提取大米蛋白的研究中,首先在400MPa下對大米進行預處理,后加堿性蛋白酶量1.4%,溫度58℃,pH8.3,時間4h及液固比9︰1進行處理,大米蛋白質的提取率為78.72%,而只用堿性蛋白酶進行處理的提取率為70%,提取率提高顯著。
5.3酶法協同微波提取
與傳統的溶劑提取法相比,微波法批處理量較大,萃取效率高、省時,而且選擇性較好,可提高萃取效率和產品純度。王文平等[16]首次采用微波輔助酶法提取薏苡仁粗多糖,并對提取工藝進行了探討。在單因素試驗的基礎上,采用正交試驗優化其工藝,得到的最佳提取工藝為:微波功率560W,料液比1︰30,提取時間4min,提取得率達22.61%。
6酶法提取技術的應用前景
酶法強化中藥提取由于反應特異性強、條件溫和易獲得、提取時間短、提取率高、綠色節能等已引起廣泛的關注,必將成為中藥開發的重要手段,具有較大的應用潛力,且隨著對酶法技術的不斷研究,酶法與其他技術如超聲波、超高壓、微波等技術的聯用也將成為中藥提取的另一個熱點研究方向
第二篇:最佳答案電化學傳感器技術及原理應用
最佳答案電化學傳感器技術及原理應用
基本原理
化學傳感器主要由兩部分組成:識別系統;傳導或轉換系統。
識別系統反待測物的某一化學參數(常常是濃度)與傳導系統連結起來。它主要具有兩種功能:選擇性地與待測物發生作用,反所測得的化學參數轉化成傳導系統可以產生響應的信號。分子識別系統是決定整個化學傳感器的關鍵因素。因此,化學傳感器研究的主要問題就是分子識別系統的選擇以及如何反分子識別系統與合適的傳導系統相連續。化學傳感器的傳導系統接受識別系統響應信號,并通過電極、光纖或質量敏感元件將響應信號以電壓、電流或光強度等的變化形式,傳送到電子系統進行放大或進行轉換輸出,最終使識別系統的響應信號轉變為人們所能用作分析的信號,檢測出樣品中待測物的量。
化學傳感器在環境與衛生監測中的應用
(一)空氣檢驗
1、濕度傳感器 濕度是空氣環境的一個重要指標,空氣的濕度與人體蒸發熱之間有著密切關系,高溫高濕時,由于人體水分蒸發困難而感到悶熱,低溫高濕時,人體散熱過程劇烈,容易引起感冒和凍傷。人體最適宜的氣溫是18~22℃,相對濕度為35%~65%RH。
在環境與衛生監測中,常用于濕球溫濕度計、手搖濕溫度計和通風濕溫度計等儀器測定空氣濕度。近年來,大量文獻報道用傳感器測定空氣濕度。用于測定相對濕度的涂覆壓電石英晶體用傳感器,通過光刻和化學蝕刻技術制成小型石英奪電晶體,在AT切割的10MHZ石英晶體上涂有4種物質,對濕度具有較高的質量敏感性.該晶體是振蕩電路中的共振器,其頻率隨質量變化,選擇適當涂層,該傳感器可用于測定不同氣體的相對濕度.該傳感器的靈敏度、響應線性、響應時間、選擇性、滯后現象和使用壽命等孝怪癖于涂層化學物質的性質。1986年,德國ErbenUwe[提出了一種測定濕度用的傳感器,并獲得專利。該傳感器采用以硅為基體的金屬-絕緣體-半導體(MIS)型結構。在MIS型結構中涂有二氧化硅和敏濕層,敏濕層的材料包含有金屬氧化物、氧化物以及低極性組分的聚合物。敏濕材料的吸水量與每濕材料的相對介電常數的變化有關,該傳感器可用準表態和支態兩種方法進行測定,不過前者比后者更為方便省力,在空氣調節系統、建筑工地和日常生活環境中都能監測、控制和調節濕度。
我國科技工作者采用最新研制的氧化鉭薄膜濕敏電容,推出一種穩定性好,調節十分方便的通用濕度控制器。這種傳感器可用于恒濕箱、計算機房、防濕機等許多場合的空氣濕度監測,是一種性能價格比很高的通用型濕度傳感器,有人利用磷酸鹽涂膜的感濕性研制出性能十分可靠的濕度傳感器。它的主要電極為不銹鋼線材,直徑0.4~1.0mm,表層涂有磷酸薄膜,在膜上再旋繞一層鍍金絲作為主電極的對置電極,兩電極間僅僅相隔一層20~50um厚的涂膜,距離大大小于一般的濕度傳感器,響應速度得到提高,改變磷酸鹽涂膜,又能制成特性不同的多種感濕元件。傳感器工作期間,由于磷酸鹽涂膜表面吸附水分而產生的離子在電極間來回運動,致使傳導發生變化,從而顯示感濕性。若對傳感器元件加以交流負荷,則可借檢測阻抗的變化測定出空氣濕度。該傳感器何種小,可封閉在注射器針關內,利用針尖可插入狹窄的被測處,使用方便,檢測迅速,還可用于露點測定。
現在日本制造銷售濕度傳感器及濕度測量控制儀器的公司已超過30家。溫度傳感器數量大,品種多,使用的感濕材料有電解質陶瓷和有機高分子膜等,范圍甚廣,大部分檢測精度高,結構簡單,具有超小型化和集成化的特點。
2、氧化氮傳感器 氧化氮是氮的各種氧化物所組成的氣體混合物的總稱,常以NOX表示。在氧化氮中,不同形式的氧化氮化學穩定性不同,空氣中常風的是化學性質相對穩定的一氧化氮和二氧化氮,它們在衛生學上的意義顯得較其它形式氧化氮更為重要。在環境分析中,氧化氮一般指一氧化氮二氧化氮。
我國監測氧化氮的標準方法是鹽酸萘乙二胺比色法,方法靈敏度為0.25ug/5ml,方法轉換系數受吸收液組成、二氧化氮濃度、采氣速度、吸收管結構、共存離子及溫度等多種因素的影響,目前沿末完全統一。傳感器測定是近年發慌起來的新方法。
文獻報道,用交指型柵極電極場效應晶體管的微電子集成電路與化學活性電子束蒸鍍酞花青銅薄膜相結合,獲得了新型氣體敏感微傳感器,可選擇性檢測mg/m3級二氧化氮和二惜內基甲基膦酸鹽(DIMP)。它利用電壓脈沖激發傳感器,測量時域和頻域響應,測定的峰形與歸一化差分傅立葉變換頻譜有關,能清晰地區分二氧化氮和DIMP的響應,每個峰面積可以相應地反應出傳感器對特定氣體濃度的靈敏度,科技人員研究了工作頻率600MHZ的高頻表面聲波(SAW)氣敏裝置。該裝置包括三個分離的SAW延遲線,它們是振蕩電路的頻率測定元件,在其表面涂了一層有機膜,作為氣體吸附劑,該膜為1~15nm厚酞花青鉛膜或由可溶酞花青鐵衍生物組成的LB(Langmuir-Blodgett)膜。在吸附過程中,薄膜質量增加,引起表面波速的降低,隨即引起振蕩頻率的降低,達到測定二氧化氮濃度的目的。
錫在高于熔點的溫度下沉積,而鎘在室溫下沉積,利用加熱蒸鍍新方法可制得摻有1%~6%鎘的二氧化錫薄膜。在520℃下緩慢氧化該膜,便形成了二氧化錫和氧化鎘的多晶體,薄膜表面對低濃度氧化氮和二氧化氮有吸附。在300℃條件下,該膜對10g/m3的一氧化氮和二氧化氮具有最高靈敏度,按電導率相對變化百分比計,其值分別為10000%和400%,相同條件下,對空氣中0.01%的一氧化碳、甲烷、丁烷和氫氣的靈敏度都在300%以下,這種基于摻鎘二氧化錫薄膜組成的傳感器,對氧化氮和二氧化氮的測定不僅靈敏度高,而且具有很好的選擇性。半導體本花青膜的電導率對電子受體氣體具有極佳的靈敏度,這一特點給人們提供了制造廉價、低能耗、體積小的二氧化氮傳感器系統的理論基礎。但是,這種膜用于傳感器也有一缺點,如響應慢,在潮濕條件下,響應呈可逆地降低等。為此,WilsonA等人研制了一種微處理控制傳感系統。該系統通過控制取樣和傳感器操作條件,獲得可再現的動力學過程,從而把上述缺點帶來的影響降低到了最低點。
3、硫化氫氣體傳感器 硫化氫是一種無色、具有特殊腐蛋臭味的可燃氣體,具有刺激性和窒息性,對人體有較大危害。目前大多用比色法和氣相色譜法測定空氣中硫化氫。
對含量常常低至mg/m3級的空氣污染物進行測定是氣體傳感器的一項主要應用,但在短時期內半導體氣體傳感器還不能滿足監測某些污染氣體靈敏度和選擇性要求。他提出利用摻銀薄膜傳感器監測實驗室和城市空氣中的硫化氫。該傳感器陣列由四個傳感器構成,通過基于庫化滴定的通用分析裝置和半導體氣體傳感器陣列的信號,同時記錄二氧化硫和硫化氫濃度,實踐表明,在150℃下以恒溫方式盍的摻銀薄膜傳感器用于監測城市空氣中的硫化氫含量,效果良好。Yomogoe N對半導體氣體傳感器進行了改進和研究,克服了它檢測硫化氫等氣體的不足之處。他通過控制能影響接收和轉換功能的基本因素,改進了二氧化錫半導體氣體傳感器的傳感性能。他發現,轉換功能與元件的微觀結構密切相關,如與二氧化錫的粒度大小(D)和表面空間電荷層的厚度(L)相關。當D≤2L時,傳感器的靈敏度大幅度提高。在二氧化錫表面引入其它受體,極大地改善了傳感器的受體功能,特別是用銀和鈀作助催化劑,在空氣中形成的氧化物與二所化錫表面相互作用,產生缺電子實質問題電荷,大大提高了檢測氣體的靈敏度。用CaO-SnO2元件能十分靈敏地檢測空氣中的硫化氫。
4、二氧化硫傳感器 二氧化硫是污染空氣的主要物質之一,檢測空氣中二氧化硫嘗試是空氣檢驗的一項經常性工作。應用傳感器監測二氧化硫。從縮短檢測時間到降低檢出限,都顯示出極大的優越性。
利用固體聚合物作離子交換膜,膜的一邊含對電極和參比電極的內部電解液,另一邊插入鉑電極,組成一種二氧化硫傳感器。該傳感器安裝在流通池中,在0.65V下氧化二氧化硫。批示出二氧化硫的量。該傳感裝置電流靈敏度高。響應時間短,穩定性好,本底噪音低,線性范圍達0.2mmol/L,檢出限為8*10-6mmol/L,信噪比為3。該傳感器不僅可以測定空氣中的二氧化硫,還可用于測定低電導率液體中的二氧化硫。有機改性硅酸鹽薄膜二氧化硫氣體傳感器的氣敏涂層是利用溶膠工藝和自旋技術制作的,對二氧化硫的測定具有良好的重現性和可逆性,響應時間不到20S,對其它氣體的交感小,受溫度和濕度影響小。中國科學院長春應用化學研究所薛祚霖等人研制成功一種檢測范圍寬廣的小型二氧化硫濃度傳感器,利用它可以裝配成何種小、重量輕、價格便宜的拾式二氧化硫氣體濃度檢測儀器。它可用于現場直接檢測二氧化硫氣體的濃度,不需要單獨采樣。該傳感器采用控制電們電解原理,待測氣體在傳感器的工作電極上一定控制電位下發生氧化反應,當電位控制足夠正且電極的催化活性足夠高時,氧化反應進行得很快,過程的總速度由二氧化硫擴散步驟所決定,產生的信號電流與二氧化硫濃度成正比。這一傳感器響應快速,響應時間小于30S。在寬廣的二氧化硫濃度范圍內,具有良好線性關系,線性誤差<±2%,響應關系的直線通過坐標原點。因此可以采用一點法標定傳感器。正確選擇催劑和控制電位,可避免大多數氣體物質的干擾,而且不需要干擾氣過濾器,既改善了傳感器的性能,又簡化了儀器的結構。該傳感器用188g/m3二氧化硫氣體,測定偏差<2%。低濃度標準氣體標定的傳感器用來測定高濃度氣體,能獲得如此準確的結果,可見其檢測準確度是令人滿意的.
第三篇:計算機網絡原理與應用
計算機網絡原理與應用
一:名解/填空/選擇/判斷(我也不知道是啥)
1.計算機網絡:將分布在不同地理位置的具有獨立功能的計算機、服務器、打印機等設備通過網絡通信設備和傳輸介質連接在一起,按照共同遵循的網絡規則,配有相應的網絡軟件的情況下實現信息交換、數據通信和資源共享的系統。2.數據:傳遞(攜帶)信息的實體 3.信息:數據的內容或解釋
4.信號:數據的物理量編碼(通常為電編碼),數據以信號的形式在介質中傳播。5.信道:傳送信息的線路(或通路)
6.比特:即一個二進制位。比特率為每秒傳輸的比特數(即數據傳送速率)7.碼元:時間軸上的一個信號編碼單元 8.波特(Baud):碼元傳輸的速率單位。波特率為每秒傳送的碼元數(即信號傳送速率)。9.誤碼率:信道傳輸可靠性指標,是一個概率值
10.數字信號:計算機所產生的電信號是用兩種不同的電平表示0、1 比特序列的電壓脈沖信號,這種電信號稱為數字信號
11.模擬信號:電話線上傳送的按照聲音的強弱幅度連續變化的電信號稱為模擬信號,信號電平是連續變化的
12.信息編碼:將信息用二進制數表示的方法 13.數據編碼:將數據用物理量表示的方法。14.帶寬:信道傳輸能力的度量。
15.時延:信息從網絡的一端傳送到另一端所需的時間。
16.時延帶寬乘積:某一信道所能容納的比特數。時延帶寬乘積=帶寬×傳播時延 17.往返時延(RTT):從發送端發送數據開始,到發送端收到接收端的確認所經歷的時間RTT≈2×傳播時延
18.通信的三個要素:信源、信宿和信道
19.噪聲:任何信道都不是完美無缺的,因此會對傳輸的信號產生干擾,稱為“噪聲” 20.數字信道:以數字脈沖形式(離散信號)傳輸數據的信道。(如ADSL、ISDN、DDN、ATM、局域網)
21.模擬信道:以連續模擬信號形式傳輸數據的信道。(CATV、無線電廣播、電話撥號線路)22.數字通信:在數字信道上實現模擬信息或數字信息的傳輸 23.模擬通信:在模擬信道上實現模擬信息或數字信息的傳輸
24.串行通信:將待傳送的每個字符的二進制代碼按由低位到高位的順序依次發送的方式稱為串行通信
25.并行通信;利用多條并行的通信線路,將表示一個字符的8位二進制代碼同時通過8條對應的通信信道發送出去,每次發送一個字符代碼 26.單工:數據單向傳輸
27.半雙工:數據可以雙向交替傳輸,但不能在同一時刻雙向傳輸(例:對講機)28.全雙工:數據可以雙向同時傳輸(例:電話)
29.基帶傳輸:不需調制,編碼后的數字脈沖信號直接在信道上傳送以太網(局域網)30.頻帶傳輸:數字信號調制成音頻模擬信號后再傳送,接收方需要解調。通過電話網絡傳輸數據
31.寬帶傳輸:把信號調制成頻帶為幾十MHZ到幾百MHZ的模擬信號后再傳送,接收方需要解調。閉路電視的信號傳輸 32.多路復用:多個信息源共享一個公共信道
33.網絡協議:在兩個實體間控制數據交換規則的集合
34.網絡的體系結構:層和協議的集合被稱為網絡體系結構 35.電路交換:在通信雙方之間建立一條臨時專用線路的過程。36.網絡協議:兩個實體間控制數據交換規則的在集合 37.網絡體系結構:層和協議的集合被稱為網絡體系結構
38.域:是指某一類Internet主機的集合,它是管理一類Internet主機的一種組織形式。39.域名:是標識域的自然語言名稱,它與數字型的IP地址一一對應。
40.域名系統:是管理域的命名、管理主機域名、實現主機域名與IP地址解析的系統。41.文件傳輸:TCP/IP的文件傳輸協議FTP:負責將文件從一臺計算機傳輸到另一臺計算機上,并且保證其傳輸的可靠性
42.www基本概念:以超文本標注語言HTML與超文本傳輸協議HTTP為基礎,能夠提供面向Internet服務的、一致的用戶界面的信息瀏覽系統。
43.HTML:超文本標注語言HTML是一種用來定義信息表現方式的格式,它告訴WWW瀏覽器如何顯示信息,如何進行鏈接。一份文件如果想通過WWW主機來顯示的話,就必須要求它符合HTML的標準。
44.主頁:是指個人或機構的基本信息頁面,用戶通過主頁可以訪問有關的信息資源。主頁通常是用戶使用WWW瀏覽器Internet上任何WWW服務器(即Web主機)所看到的第一個頁面。
45.計算機網絡安全:通過采用各種安全技術和管理上的安全措施,確保網絡數據的可用性,完整性和保密性,其目的是確保經過網絡傳輸和交換的數據不會發生增加,修改,丟失和泄露等
46.數據加密:是通過某種函數進行變換,把正常數據報文(明文)轉換為密文。
47.密碼體制:是指一個系統所采用的基本工作方式以及它的兩個基本構成要素,即加密/解密算法和密鑰
48.對稱密碼體制:傳統密碼體制所用的加密密鑰和解密密鑰相同 49.非對稱密碼體制:加密密鑰和解密密鑰不相同
50.密鑰:密碼算法中的可變參數。改變了密鑰,也就改變了明文與密文之間等價的數學函數關系;
51.密碼算法:相對穩定。可以把密碼算法視為常量,而密鑰則是一個變量;在設計加密系統時,加密算法是可以公開的,真正需要保密的是密鑰
52.計算機網絡拓撲是通過網中結點與通信線路之間的幾何關系表示網絡結構,反映出網絡中各實體間的結構關系。
53.傳輸可靠性:數據能正確送達、數據能有序送達 54.通信的三個要素:信源、信宿和信道 二簡答/問答/計算
1.計算機網絡的基本特征:
1計算機網絡建立的主要目的是實現計算機資源的共享 ○②互聯的計算機是分布在不同地理位置的多臺獨立的“自治計算機”,沒有明確主從關系
③ 聯網計算機必須遵循全網統一的網絡協議。
2.計算機通信網絡與計算機網絡的區別:
計算機通信網絡:是以傳輸信息為主要目的、用通信線路將多個計算機連接起來的計算機系統的集合 計算機通信網絡是在物理結構上具有了計算機網絡的雛形,以相互間的數據傳輸為主要目的,資源共享能力弱,是計算機網絡的低級階段。3.計算機網絡的分類:
(1)按傳輸技術劃分:廣播式網絡、點—點式網絡
(2)按網絡規模與覆蓋范圍劃分:局域網、城域網、廣域網
(3)按網絡的數據傳輸與交換系統的所有權劃分:專用網、共用網
(4)按交換技術劃分:電路交換網絡、報文交換網絡、分組交換(包交換)網絡
(5)按網絡的拓撲結構劃分:星型網絡、環型網絡、樹型網絡、網狀型網絡、總線型網絡(6)按傳輸信道劃分:模擬信道網絡、數字信道網絡 4.常用的計算機網絡分類的主要依據:
①根據網絡所使用的傳輸技術②根據網絡的覆蓋范圍與規模 5.計算機網絡的結構與組成:
(1):從數據處理與數據通信的角度,其結構可以分成兩個部分:①負責數據處理的計算機和終端②負責數據通信的通信控制處理機ccp與通信線路
(2): 從計算機網絡組成角度,典型的計算機網絡從邏輯功能上可以分為兩個子網:
資源子網、通信子網 6.資源子網的組成:
(1)主計算機系統(①為本地用戶訪問網絡其它主計算機設備、共享資源提供服務②為網中其它用戶或主機共享本地資源提供服務)(2)終端(輸入、輸出信息、存儲與處理信息)
(3)終端控制器(4)聯網外設(5)各種軟件資源、數據資源
功能:負責全網的數據處理業務,向網絡用戶提供各種網絡資源與網絡服務。7.通信子網:由網絡通信控制處理機、通信線路與其它通信設備組成。功能:完成全網數據傳輸、轉發等通信處理工作
(1)通信控制機:①存儲轉發處理機②集中器③網絡協議變換器④報文分組組裝/拆卸設備
(2)通信線路:是通信控制處理機與通信控制處理機、通信控制處理機與主計算機之間提供通信信道
8.計算機網絡拓撲構型的分類:
(1)點—點線路通信子網的拓撲(星型、樹型、環型、網狀型)(2)廣播信道通信子網的拓撲 9.星型特點:
①結點通過點-點通信線路與中心結點連接
②中心結點控制全網的通信,任何兩結點之間的通信都要通過中心結點 ③結構簡單,易于實現,便于管理
④網絡的中心結點是全網可靠性的瓶頸,中心結點的故障可能造成全網癱瘓 10.環型特點:
①結點通過點一點通信線路連接成閉合環路,環中數據將沿一個方向逐站傳送 ②結構簡單,傳輸延時確定
③環中每個結點與連接結點之間的通信線路都會成為網絡可靠性的瓶頸 ④環中任何一個結點出現線路故障,都可能造成網絡癱瘓 11.樹型拓撲構型可以看成是星型拓撲的擴展,特點:
結點按層次進行連接,信息交換主要在上、下結點之間進行,相鄰及同層結點之間一般不進行數據交換或數據交換量小。12.網狀型(無規則型)特點:
①結點之間的連接是任意的,沒有規律 ②系統可靠性高
③結構復雜,必須采用路由選擇算法與流量控制方法 13.中國的四大網絡體系:
(1)中國教育和科研計算機網(CERNET)(2)中國科技網(CSTNET)
(3)中國公用計算機互聯網(CHINANET)(4)中國金橋信息網(CHINAGBN)
14.從傳輸介質的角度來看,數據通信主要有兩種方式:有線通信方式和無線通信方式 15.有線通信方式的傳輸介質:雙絞線(最常用)、同軸電纜、光纖電纜
無線通信方式的傳輸介質:無線通信信道、衛星通信信道 16.雙絞線的主要特性:
(1)物理特性:屏蔽雙絞線(STP)非屏蔽雙絞線(UTP)屏蔽雙絞線由外部保護層、屏蔽層與多對雙絞線組成。非屏蔽雙絞線由外部保護層與多對雙絞線組成。
(2)傳輸特性:美國電器工業協會(EIA)規定了五種質量級別的雙絞線。
1類線的檔次最低,5類線的檔次最高 1類線:語音傳輸
2類線:語音傳輸以及進行最大速率為4Mbps的數字數據傳輸 3類線:目前在大多數電話系統中使用的標準電纜(10M)
4類線:用于10 BASE-T、100 BASE-T和基于令牌的局域網(16M)5類線:用于100 BASE-T和10 BASE-T網絡(100M)
選擇雙絞線電纜所需遵循的準則是:采用能夠安全有效完成任務所需的電纜(3)聯通性:雙絞線既可用于點到點連接,也可用于多點連接。(4)地理范圍:雙絞線用做遠程中繼線時,最大距離可達15公里;用于10Mbps局域網時,與集線器的距離最大為100米。
(5)抗干擾性:雙絞線的抗干擾性取決于一束線中相鄰線對的扭曲長度及適當的屏蔽(6)價格:雙絞線的價格低于其它傳輸介質,并且安裝、維護方便。17.同軸電纜的主要特性:
(1)物理特性:由內導體、絕緣層、外導體及外部保護層組成。內導體是單股實心線或絞合線(通常是銅制的)。外導體由絕緣層包裹,或是金屬包層或是金屬網。同軸電纜外導體的結構既是導體的一部分,還能(屏蔽)防止外部環境造成的干擾,阻止內層導體的輻射能量干擾其它導線
(2)傳輸特性:既可傳輸模擬信號又可傳輸數字信號
(3)連通性:既支持點到點連接,也支持多點連接。基帶同軸電纜可支持數百臺設備的連接,而寬帶同軸電纜可支持數千臺設備的連接
(4)覆蓋范圍:基帶同軸電纜使用的最大距離限制在幾公里范圍內,而寬帶同軸電纜最大距離可達幾十公里左右。(5)抗干擾能力:較強(6)價格:居中
基帶同軸電纜:數字信號的傳輸 50Ω用于局域網 75ΩCATV傳輸寬帶模擬/數字信號
18.與雙絞線相比同軸電纜抗干擾能力強,能夠應用于頻率更高、數據傳輸速率更快的情況 19.光纖電纜(光纖芯、包層、外部保護層):(1)物理特性:一種傳輸光信號的傳輸媒介(2)傳輸特性:全反射
發送端兩種光源:發光二極管LED注入型激光二極管ILD 多模光纖:指光纖的光信號與光纖軸成多個可分辨角度的多光線傳輸 單模光纖:指光纖的光信號僅與光纖軸成單個可分辨角度的單光線傳輸
單模光纖的帶寬最寬,多模漸變光纖次之,多模突變光纖的帶寬窄,單模光纖適于大容量遠距離通信,多模突變光纖適于中等距離的通信,而多模突變光纖只適于小容量的短距離通信;在制造工藝方面,單模光纖的難度最大
(3)連通性:光纖最普遍的連接方法是點到點方式
(4)它可以在6—8公里的距離內,在不使用中繼器的情況下,實現高速率的數據傳輸(5)抗干擾力:長距離、高速率的傳輸中保持低誤碼率
-5—-6-7雙絞線典型的誤碼率在1010之間,基帶同軸電纜的誤碼率低于10,寬帶同軸電纜的誤-9-10碼率低于10,而光纖的誤碼率可以低于10,光纖傳輸的安全性與保密性極好 光纖具有低損耗、寬頻帶、高數據傳輸速率、低誤碼率與安全保密性好的特點 20.電磁波的傳播方式:
(1)一種是在自由空間中傳播,即通過無線方式傳播
(2)另一種是在有限制的空間區域內傳播,即通過有線方式傳播。(用同軸電纜、雙絞線、光纖等)在同軸電纜中,電磁波傳播的速度大約等于光速的2/3 21.電磁波按頻率由低到高可分為:按照頻率由低向高排列,不同頻率的電磁波可以分為無線、微波、紅外、可見光、紫外線、X射線與γ射線。用于通信的主要有無線、微波、紅外與可見光
22.移動物體之間的通信依靠無線通信手段:無線/微波通信系統、蜂窩/衛星移動通信系統 23.無線電波的特性與頻率有關。在較低頻率上,無線電波能輕易地通過障礙物,但是能量隨著與信號源距離的增大而急劇減小。在高頻上,無線電波趨于直線傳播并受障礙物的阻擋,還會被雨水吸收。
24.中繼站的功能是進行變頻、放大和功率補償,其數量的多少則與傳輸距離和地形地貌有關
25.傳統的蜂窩電話系統是模擬信號傳輸系統,它以模擬電路交換蜂窩技術為基礎 26.衛星傳輸的最佳頻段在1—10GHz之間,C頻段是目前使用較多的一種,它位于1—10GHz的最佳頻率范圍內 27.衛星通訊的優勢:
衛星通信覆蓋區域大,傳輸距離遠、可以實現多向多地址的通信、通信容量大、機動靈活、不易受到噪聲影響,轉發次數少,通信質量好,可靠性高 缺點:遠距離信息傳輸導致的時延過大,發射功率要求高 28.同步脈沖:用于碼元的同步定時,識別碼元從何時開始
同步脈沖也可位于碼元的中部、一個碼元也可有多個同步脈沖相對應 29.比特率、波特率和信號編碼級數的關系
Rbit = Rbaud log2M(M-信號的編碼級數,Rbit-比特率,Rbaud-波特率)在固定的信息傳輸速率下,比特率往往大于波特率(一個碼元中可以傳送多個比特)30.帶寬BW ≈ fmax- fmin b/s,kb/s,Mb/s,Gb/s單位:赫茲(Hz)31.時延=處理時延+排隊時延 +發送時延+傳播時延
處理時延=對數據進行處理和錯誤校驗所需的時間 排隊時延=數據在中間結點等待轉發的延遲時間 發送時延=數據位數/信道帶寬
傳播時延=d/s d:距離,s:介質中信號傳播速度
32.編碼:數據→適合傳輸的數字信號——便于同步、識別、糾錯 調制:數字信號→適合傳輸的形式——按頻率、幅度、相位 解調:接收波形→數字信號 解碼:數字信號→原始數據
33.信息通過數據通信系統的傳輸過程:
把攜帶信息的數據用物理信號形式通過信道傳送到目的地 34.數據通信系統構成: 數據傳輸系統:(1)傳輸線路(有線介質、無線介質)
(2)傳輸設備(調制解調器、中繼器、多路復用器、交換機等 調制解調器等網絡接入設備也稱為DCE)
數據處理系統:計算機、終端(DTE)又分為:
源系統(信源+發送器):發出數據的計算機 目的系統(信宿+接收器):接收數據的計算機
35.數據通信基本過程:
五個階段:建立物理連接、建立邏輯連接、數據傳輸、斷開邏輯連接、斷開物理連接 兩項內容:數據傳輸和通信控制 36.數字通信的優點
抗噪聲(干擾)能力強、可以控制差錯,提高了傳輸質量、便于用計算機進行處理、易于加密、保密性強、可以傳輸語音、數據、影像,通用、靈活
37.Nyquist公式:用于無噪聲理想低通信道(估算已知帶寬信道的最高數據傳輸速率)C = 2W log2 M C = 數據傳輸率(b/s)W = 帶寬(Hz)M = 信號編碼級數 38.shannon公式:用于有噪聲干擾信道 C = W log2(1+S/N)
C: 傳輸率(b/s)W: 帶寬(Hz)S/N: 信噪比 39.Nyquist公式和Shannon公式的比較
C = 2W log2M ◇用于理想信道(不存在)
◇數據傳輸率隨信號編碼級數增加而增加。
C = W log2(1+S/N)
◇用于有噪聲信道
◇無論信號編碼級數增加到多少,此公式給出了有噪聲信道可能達到的最大數據傳輸速率上限。
原因:噪聲的存在將使編碼級數不可能無限增加。
40.數據通信中需要在三個層次上實現同步:位—位同步、字符—字符同步、幀—幀同步 41.位同步:目的是使接收端接收的每一位信息都與發送端保持同步,2種同步方法: 外同步——發送端發送數據之前發送同步脈沖信號,接收方用接收到的同步信號來鎖定自己 的時鐘脈沖頻率
外同步——發送端發送數據之前發送同步脈沖信號,接收方用接收到的同步信號來鎖定自己的時鐘脈沖頻率
42.字符同步:找到正確的字符邊界。常用的為起止式(異步式)。在這種方式中,每個字符的傳輸需要: 1個起始位、5—8個數據位、1、1.5或2個停止位 采用這種同步方式的通信也稱“異步通信”。起止式的優缺點:
每個字符開始時都會重新獲得同步; 每兩個字符之間的間隔時間不固定; 增加了輔助位,所以傳輸效率低
43.幀同步:識別一個幀的起始和結束。幀(Frame):數據鏈路中的傳輸單位——包含數據和控制信息的數據塊
面向字符的——以同步字符(SYN,16H)來標識一個幀的開始,適用于數據為字符類型的幀 面向比特的——以特殊位序列(7EH,即01111110)來標識一個幀的開始,適用于任意數據類型的幀
44.異步傳輸和同步傳輸的區別:
1、異步傳輸是面向字符的傳輸,而同步傳輸是面向比特的傳輸
2、異步傳輸的單位是字符而同步傳輸的單位是幀
3、異步傳輸通過字符起止的開始和停止碼抓住再同步的機會,而同步傳輸則是從數據中抽取同步信息。
4、異步傳輸對時序的要求較低,同步傳輸往往通過特定的時鐘線路協調時序
5、異步傳輸相對于同步傳輸效率較低 45.模擬傳輸和數字傳輸所使用的技術 模擬數據—移頻、調制—模擬信號 模擬數據—PCM編碼—數字信號 數字數據—調制—模擬信號 數字數據—數字編碼—數字信號 46.編碼與調制的區別
編碼:用數字信號承載數字或模擬數據 調制:用模擬信號承載數字或模擬數據_ 47.多路復用技術:提高線路利用率
適用場合:當信道的傳輸能力大于每個信源的平均傳輸需求時 48.復用的基本思想:
把公共共享信道用某種方法劃分成多個子信道,每個子信道傳輸一路數據 頻分復用FDM:按頻率劃分不同的信道,如CATV系統 波分復用WDM:按波長劃分不同的信道,用于光纖傳輸 時分復用TDM :按時間劃分不同的信道,目前應用最廣泛 碼分復用CDM:按地址碼劃分不同的信道,非常有發展前途
49.頻分復用FDM:原理:整個傳輸頻帶被劃分為若干個頻率通道,每路信號占用一個頻率通道進行傳輸。頻率通道之間留有防護頻帶以防相互干擾。波分復用——光的頻分復用
原理:整個波長頻帶被劃分為若干個波長范圍,每路信號占用一個波長范圍來進行傳輸 時分復用TDM 原理:把時間分割成小的時間片,每個時間片分為若干個時隙,每路數據占用一個時隙進行傳輸。在通信網絡中應用極為廣泛 碼分復用CDM 原理:每個用戶把發送信號用接收方的地址碼序列編碼(任意兩個地址碼序列相互正交)50.一個時間片內傳輸的多路數據稱為幀。51.統計(異步)TDM——STDM TDM的缺點:某用戶無數據發送,其他用戶也不能占用該時隙,將會造成帶寬浪費。STDM:用戶不固定占用某個時隙,有空時隙就將數據放入。55.數據交換技術:按某種方式動態地分配傳輸線路資源
(目的:節省線路投資,提高線路利用率)
56.實現交換的方法主要有:電路交換、報文交換和分組交換
54.電路交換:在通信雙方之間建立一條臨時專用線路的過程(可以是真正的物理線路,也可以是一個復用信道)特點:數據傳輸前需要建立一條端到端的通路。——稱為“面向連接的”(典型例子:電話)過程:建立連接→通信→釋放連接 優缺點:
建立連接的時間長;
一旦建立連接就獨占線路,線路利用率低; 無糾錯機制;
建立連接后,傳輸延遲小。
不適用于計算機通信:因為計算機數據具有突發性的特點,真正傳輸數據的時間不到10% 57.報文交換:以報文為單位進行“存儲-轉發”交換的技術。
在交換過程中,交換設備將接收到的報文先存儲,待信道空閑時再轉發出去,一級一級中轉,直到目的地。這種數據傳輸技術稱為存儲-轉發。傳輸之前不需要建立端到端的連接,僅在相鄰結點傳輸報文時建立結點間的連接。——稱為“無連接的”(典型例子:電報)
整個報文(Message)作為一個整體一起發送。優缺點:
沒有建立和拆除連接所需的等待時間; 線路利用率高; 傳輸可靠性較高;
報文大小不一,造成存儲管理復雜;
大報文造成存儲轉發的延時過長,且對存儲容量要求較高;出錯后整個報文全部重發。55.分組交換(包交換):將報文分割成若干個大小相等的分組(Packet)進行存儲轉發。數據傳輸前不需要建立一條端到端的通路——也是“無連接的”。有強大的糾錯機制、流量控制、擁塞控制和路由選擇功能。優缺點:
對轉發結點的存儲要求較低,可以用內存來緩沖分組——速度快; 轉發延時小——適用于交互式通信;
某個分組出錯可以僅重發出錯的分組——效率高; 各分組可通過不同路徑傳輸,容錯性好。
需要分割報文和重組報文,增加了端站點的負擔。分組交換有兩種交換方式:數據報方式和虛電路方式 56.數據報方式(Datagram)各分組獨立地確定路由(傳輸路徑)
不能保證分組按序到達,所以目的站點需要按分組編號重新排序和組裝
57.虛電路方式(Virtual Circuit):通信前預先建立一條邏輯連接——虛電路 三個過程:建立-數據傳輸-拆除
虛電路的路由在建立時確定,傳輸數據時則不再需要。提供的是“面向連接”的服務。58.差錯控制:在通信過程中,發現、檢測差錯并進行糾正 59.產生差錯的原因: 信號衰減和熱噪聲
信道的電氣特性引起信號幅度、頻率、相位的畸變; 信號反射,串擾;
沖擊噪聲,閃電、大功率電機的啟停等 60.檢錯碼主要有兩種編碼方法:
奇偶校驗:只能用于面向字符的通信協議中
只能檢測出奇數個位錯,偶數個位錯則不能檢出
61.循環冗余校驗:
校驗和是16位或32位的位串。CRC校驗的關鍵是如何計算校驗和 CRC校驗碼的檢錯能力: 可檢出所有奇數個錯; 可檢出所有單位/雙位錯;
可檢出所有≤G(x)長度的突發錯。常用的生成多項式G(x):
16152CRC16=x+x+x+1 ***7542CRC32=x+x+x+x+x+x+x+x+x+x+x+x+x+1 62.CRC校驗和的計算
以數據塊(幀, Frame)為單位進行校驗
將數據塊構成的位串看成是系數為0或1的多項式
54如110001,可表示成多項式 x + x + 1 若G(x)為r階,幀為m位,其多項式為M(x),則在幀后面添加r個0,成為
rm+r位,相應多項式2M(x)
r按模2除法用2M(x)除以G(x):商Q(x),余R(x)r即: 2M(x)= G(x)Q(x)+R(x)
r按模2加法把2M(x)與余數R(x)相加,結果就是要傳送的帶校驗和的幀的多項式T(x):
r即:T(x)= 2M(x)+ R(x)
r實際上,T(x)=2M(x)+R(x)=[G(x)Q(x)+R(x)]+R(x)=G(x)Q(x)(模2運算)所以,若接收的T(x)正確,則它肯定能被G(x)除盡。
542例:已知信息碼為1000100101。給定G(x)= x+x+x+1。求CRC 循環校驗碼 因為已知信息碼為:1000100101,952 所以 f(x)= x+x+x+1 k 141075 f(x)·x= x+x+x+x = ***
542 G(x)= x+x+x+1 = 110101
CRC循環冗余校驗碼為: 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 63.數據是信息的載體。數據涉及對事物的表示形式,信息涉及對數據所表示內容的解釋 64.按照在傳輸介質上傳輸的信號類型,可以相應地將通信系統分為:
模擬通信系統、數字通信系統 65.為什么要進行數字化?
(1)抗干擾、抗噪聲性能好(2)差錯可控(3)易加密。
66.調制解調:若通信信道不允許直接傳輸計算機所產生的數字信號,則需要: ①調制 —— 在發送端將數字信號變換成模擬信號 ②解調 —— 在接收端將模擬信號還原成數字信號 用來完成調制解調功能的設備叫做調制解調器(modem)
67.數據通信按照信號傳送方向與時間的關系,可以分為三種:單工、半雙工、全雙工 68.實現字符或數據塊之間在起止時間上同步的常用方法有同步傳輸和異步傳輸兩種。69.同步傳輸
(1)位同步:接收端根據發送端發送數據的起止時間和時鐘頻率來校正自己的時間基準與時鐘頻率。
分類:外同步法、內同步法
(2)字符同步:保證收發雙方正確傳輸字符的過程就叫做字符同步。
1起止式(異步式)分類:○:采用異步方式進行數據傳輸就叫做異步傳輸
特點:每個字符作為一個獨立的整體進行發送,字符之間的時間間隔可以是任意的 2同步式:○采用同步方式進行數據傳輸就叫做同步傳輸, 將字符組織成組,以組為單位連續傳送。
70.異步傳輸:字符是數據傳輸單位 71.異步傳輸和同步傳輸的區別:
(1)異步傳輸是面向字符的傳輸,而同步傳輸是面向比特的傳輸。(2)異步傳輸的單位是字符而同步傳輸的單位是幀。
(3)異步傳輸通過字符起止的開始和停止碼抓住再同步的機會,而同步傳輸則是從數據中抽取同步信息。
(4)異步傳輸對時序的要求較低,同步傳輸往往通過特定的時鐘線路協調時序。(5)異步傳輸相對于同步傳輸效率較低 72.數據編碼方法:
(1)模擬數據編碼:振幅鍵控ASK、移頻鍵控FSK、移相鍵控PSK(2)數字數據編碼:非歸零碼NRZ、曼徹斯特編碼、差分曼徹斯特編碼 73.模擬數據的數字編碼:脈沖編碼調制PCM 74.人們把通過通信信道后接收數據與發送數據不一致的現象稱為傳輸差錯,常簡稱為差錯 75.通信信道的噪聲分為熱噪聲和沖擊噪聲
76.沖擊噪聲引起的傳輸差錯為突發差錯,引起突發差錯的位長稱為突發長度(總結到這里我已經神經錯亂了,大家湊合著看吧)
77.誤碼率是指二進制碼元在數據傳輸系統中被傳錯的概率,它在數值上近似為: Pe=Ne/N(N為傳輸的二進制碼元總數,Ne為被傳錯的碼元數)
-9 78.計算機通信的平均誤碼率要求低于1079.協議的三要素:語法、語義、時序
80.OSI參考模型:物理層—數據鏈路層—網絡層—傳輸層—會話層—表示層—應用層 81.物理層:協議(標準):規定了物理接口的各種特性
82:協議:面向字符的:數據以字符為單位傳輸,用控制字符控制通信
面向比特的:數據以位為單位傳輸,用幀中的控制字段控制通信
83.網絡層:CCITT:X.25 TCP/IP:IP 84.傳輸層的特點:
以上各層:面向應用,本層及以下各層:面向傳輸;
與網絡層的部分服務有重疊交叉,功能取舍取決于網絡層功能的強弱;只存在于端主機中;實現源主機到目的主機“端到端”的連接 85.網絡層:為主機之間提供邏輯傳輸
傳輸層:為應用進程之間提供邏輯傳輸
網絡層則提供網絡中主機間的“邏輯通信” 傳輸層提供主機中的進程間的“邏輯通信” 86.應用層:HTTP、FTP、TELNET、E-mail 87.88.TCP/IP是指傳輸控制協議和網際協議簇 89.TCP/IP協議特點:
1.開放的協議標準—免費使用,獨立于特定的計算機硬件與操作系統;
2.獨立于特定的網絡硬件—可以運行在局域網、廣域網,更適用于互連網中; 3.統一的網絡地址分配方案—整個TCP/IP設備在網中都具有唯一的地址; 4.標準化的高層協議—提供多種可靠的用戶服務 90.TCP/IP層次:網絡接口層—網際層—傳輸層—應用層 91.網絡接口層功能:通過網絡發送和接受IP數據報 92.網際層功能:
處理來自傳輸層的分組發送請求、處理接受的數據報、處理互聯的路徑、流控與擁塞問題 協議:IP 網際協議、ICMP 因特網控制報文協議
ARP 地址解析協議、RARP 逆地址解析協議 93.傳輸層:提供端-端的數據傳送服務
協議:傳輸控制協議 TCP —可靠的面向連接的協議
用戶數據報協議 UDP —不可靠的無連接協議
94.應用層:網絡終端(TELNET)協議:實現互聯網中遠程登錄功能 文件傳輸協議(FTP):實現互聯網中交互式文件傳輸功能 簡單郵件傳輸協議(SMTP):實現互聯網中電子郵件傳送 域名服務(DNS):實現網絡設備名字到IP地址映射
簡單網絡管理協議(SNMP):管理程序和代理程序之間的通信服務 超文本傳輸協議(HTTP):用于WWW服務
95.OSI參考模型與TCP/IP參考模型比較: 相同:基于獨立的協議棧的概念 采用了層次結構的概念,層的功能也大體相似 在傳輸層中二者定義了相似的功能
不同:OSI引入了服務、接口、協議的概念,TCP/IP則沒有,但他正是借鑒了OSI的這些概念建模的。
OSI先有模型,后有協議,TCP/IP則相反。OSI先有標準后實踐,TCP/IP則相反。OSI太復雜,TCP/IP簡單卻并不全面。
分層不同,OSI模型有7層,TCP/IP模型有4層
OSI在網絡層提供無連接和連接兩種服務,而在傳輸層只提供連接服務。TCP/IP的網絡層為無連接,而傳輸層提供無連接和連接兩種服務。
96.IP地址 見教材P.68 —P.70 嫌麻煩 不想打
97.子網掩碼:懶得弄了 自己做練習題吧 教材P.84—P.92 98.IP地址與域名比較:
(1)域 名--用字符表示的網絡主機名是主機標識符;
IP地址--數字型,難于記憶與理解
域名--字符型,直觀,便于記憶與理解(2)IP地址--用于網絡層
域名--用于應用層
IP地址與域名: 全網唯一,一一對應
99.Internet主機域名的一般格式是:主機名.單位名.類型名.國家代碼 100.電子郵件的特點
①傳遞迅速,范圍廣闊,比較可靠;
②不要求雙方都在場,不需要知道通信對象的位置; ③實現一對多的郵件傳送;
④可以將文字、圖像、語音等多種類型的信息集成在一個郵件中傳送 101.電子郵件系統的協議:簡單郵件傳輸協議 SMTP、郵件讀取協議POP3 102.Internet的遠程登錄服務(TELNET)的主要作用 ①允許用戶與在遠程計算機上運行的程序進行交互; ②當用戶登錄到遠程計算機時,可以執行遠程計算機上的任何應用程序,并且能屏蔽不同型號計算機之間的差異;
③用戶可以利用個人計算機去完成許多只有大型計算機才能完成的任務 103.TCP/IP的文件傳輸協議FTP:負責將文件從一臺計算機傳輸到另一臺計算機上,并且保證其傳輸的可靠性
104.WWW服務器采用超文本鏈路來鏈接信息頁
文本鏈路由統一資源定位器(URL)維持
WWW客戶端軟件(WWW瀏覽器)負責信息顯示向服務器發送請求 105.WWW服務的特點
(1)以超文本方式組織網絡多媒體信息
(2)用戶可在世界范圍內查找、檢索、瀏覽及添加信息(3)提供生動直觀、易于使用、統一的圖形用戶界面
(4)網點間可以互相鏈接,以提供信息查找和漫游的透明訪問(5)可訪問圖像、聲音、影像和文本信息 106.HTML語言的作用
HTML是WWW上用于創建超文本鏈接的基本語言,可以定義格式化的文本、色彩、圖像 與超文本鏈接等,主要被用于WWW主頁的創建與制作 107.HTML語言的特點
(1)通用性(2)簡易性(3)可擴展性(4)平臺無關性(5)支持用不同方式創建HTML文檔
108.URL描述了瀏覽器檢索資源所用的協議、資源所在計算機的主機名,以及資源的路徑與文件名。
109.URL使用的協議:gopher、ftp、file、telnet 110.DNS名稱的解析方法:用hosts文件進行解析、通過DNS服務器解析 111.DNS服務器的兩種查詢方法
(1)遞歸查詢:遞歸查詢是最常見的查詢方式(2)迭代查詢 112.網絡中的信息安全問題:信息存儲安全與信息傳輸安全
113.信息傳輸安全問題的四種基本類型:截獲、篡改、竊聽、偽造
第四篇:傳感器原理與應用
傳感器原理與應用(專業限選課)
Principle and Application of Sensor
【課程編號】XZ260111
【學分數】2
【學時數】24+6+9(實驗課時)【課程類別】專業限選 【編寫日期】2010.3.30 【先修課程】電路分析、模電、數電
【適用專業】電子信息工程類
一、教學目的、任務
《傳感器原理和應用》是電子及自動化專業的一門專業課。它有較強的實際應用價值。通過學習本課程使學生掌握各類傳感器的基本原理、主要性能及其結構特點;能合理地選擇和使用傳感器; 掌握常用傳感器的工程設計方法和實驗研究方法;了解傳感器的發展動向。
二、課程教學的基本要求
現代信息產業的三大支柱是傳感器技術﹑通信技術和計算機技術,它們分別構成了信息系統的“感官”、“神經”和“大腦”。在機械工程中,傳感器對于機械電子、測量、控制、計量等領域都是必不可少的獲取信息的關鍵部件。
鑒于上述認識并考慮學科特色,在本課程有限學時內,要求學生重點掌握下列幾方面的知識:⑴傳感器的基本概念﹑術語和特性;⑵常用傳感器的原理、結構和應用;⑶傳感器測量電路;⑷傳感器的典型應用。
三、教學內容和學時分配
第1章 傳感與檢測技術的理論基礎自學
主要內容:
1.1測量概論
1.2測量數據的估計和處理
教學要求:
了解測量的基本概念,測量系統的特性,測量誤差及數據處理的各種方法。
第2章 傳感器概述2學時
2.1傳感器的組成與分類
2.2傳感器的基本特性
教學要求:
熟悉傳感器的輸出--輸入特性與內部結構參數有關的外部特性,掌握其靜態特性,動態特性的分析方法。
第3章 應變式傳感器4學時
主要內容:
3.1 工作原理
3.2 應變片的種類、材料及粘貼
3.3 電阻應變片的特性
3.4 電阻應變片的測量電路
3.5 應變式傳感器的應用
教學要求:
熟悉應變片傳感器的工作原理及外部特性,了解其應用范圍,掌握測量電路的分析方法。其它教學環節:實驗一應變片性能測試實驗3學時
實驗性質:驗證性實驗
實驗內容:金屬箔式應變片性能——單臂電橋、半橋和全橋。
實驗目的與要求:掌握使用金屬箔式應變片組成單臂電橋、半橋和全橋的方法,了解在不同電路
形式時電路的輸出特性。
注意要點:確保接線正確,電源電壓不能用錯。
第4章 電感式傳感器3 學時
主要內容:
4.1自感式電感傳感器
4.2差動變壓器式傳感器
4.3電渦流式傳感器
教學要求:
了解電感式傳感器的應用范圍,工作特點,掌握其組成的各種測量電路的分析方法及組成特點。其它教學環節:實驗二電渦流式傳感器的靜態位移性能3學時
實驗性質:設計性實驗
實驗內容:電渦流式傳感器的工作原理和工作情況,動手自制一個渦流探頭,利用實驗室放大器
及振蕩器對不同被測材料(即混料)進行分選。
實驗目的與要求:研究電渦流傳感器特性,被測材料(物質)對傳感器的特性的影響以及電渦流
傳感器的應用。
注意要點:確保接線正確,激勵、響應線圈不能用錯。
第5章電容式傳感器3 學時
主要內容:
5.1電容式傳感器的工作原理和結構
5.2電容式傳感器的靈敏度及非線性
5.3電容式傳感器的等效電路
5.4電容式傳感器的測量電路
5.5電容式傳感器的應用
教學要求:
熟悉電容式傳感器的工作原理及結構,掌握其在非電量測量與自動檢測中的應用。
其它教學環節:實驗三 變面積式電容傳感器的性能1學時
實驗性質:驗證性實驗
實驗內容:變面積式電容傳感器的工作原理和工作情況。
實驗目的與要求:熟悉變面積式電容傳感器的工作原理和工作情況;研究差動式電容傳感器特性。注意要點:確保接線正確,電源電壓不能用錯。
第6章 壓電式傳感器3 學時
主要內容:
6.1壓電效應及壓電材料
6.2 壓電式傳感器測量電路
6.3 壓電式傳感器的應用
教學要求:
了解壓電式傳感器具有的特點及其應用范圍,掌握其組成的測量電路分析及應用。
第7章 磁電式傳感器4學時
主要內容:
7.1磁電感應式傳感器
7.2 霍爾式傳感器
教學要求:
掌握磁電式傳感器的各種不同類型及應用范圍。
其它教學環節:實驗四 霍爾傳感器特性研究及應用2學時
實驗性質:驗證性實驗
實驗內容:霍爾傳感器在交、直流信號激勵下的特性。
實驗目的與要求:了解霍爾傳感器的結構和工作原理;實驗研究霍爾傳感器在交、直流信號激勵
下的特性;掌握霍爾傳感器測量振幅和稱重應用的實驗方法。
注意要點:確保接線正確,電源電壓不能超出規定值。
第8章 光電式傳感器3 學時
主要內容:
8.1光電器件
8.2光纖傳感器
教學要求:
熟悉典型的光電器件的特性和應用,了解光纖傳感器及其技術發展方向,掌握紅外傳感器的應用。
第9章 半導體傳感器2學時
主要內容:
9.1半導體氣敏傳感器
9.2濕敏傳感器
9.3色敏傳感器
9.4半導體式傳感器的應用
教學要求:
了解以半導體材料組成的各種傳感器及其它們的工作原理,掌握氣敏、濕敏、色敏傳感器在測量電路中的應用及其電路分析。
第10章 超聲波傳感器2學時
主要內容:
10.1超聲波及其物理性質
10.2超聲波傳感器
10.3超聲波傳感器應用用
教學要求:
熟悉超聲波傳感器的工作原理及其物理性質,掌握超聲波傳感器的應用。
第11章 微波傳感器1學時
主要內容:
11.1微波概述
11.2微波傳感器的原理和組成11.3微波傳感器的應用
教學要求:
了解壓電式傳感器具有的特點及其應用范圍,掌握其組成的測量電路分析及應用。
第12章 輻射式傳感器1 學時
主要內容:
12.1紅外傳感器
12.2核輻射傳感器
教學要求:
了解輻射式傳感器的特性及應用。
第13章 數字式傳感器自學
主要內容:
13.1光柵傳感器
13.2編碼器
13.3感應同步器
教學要求:
了解數字式傳感器的特點及應用。
第14章 智能式傳感器自學
主要內容:
14.1概述
14.2傳感器的智能化
14.3集成智能傳感器
教學要求:
了解集成智能感器的特性及應用。
第15章 傳感器在工程檢測中的應用4學時
主要內容:
15.1溫度測量
15.2壓力測量
15.3流量測量
15.4物位測量
教學要求:
了解熱電偶的結構和原理、熱電效應的構成成份。掌握熱電偶的基本定律、冷端補償方法、測量計算方法。了解熱電阻的工作原理、結構,掌握應用方法。了解傳感器在工程檢測中的作用及其應用。
四、教學重點、難點及教學方法
重點:各種常見的、應用廣泛的傳感器的基本原理、基本特性、轉換電路以及工程應用,及分析、設計方法。以課堂講授為主,通過實驗加深對所學各類傳感器的性能及工作原理理解。
難點:各種傳感器的特性分析。
五、考核方式及成績評定方式:
考核方式:考查,六、教材及參考書目
推薦教材:
《傳感器原理及工程應用》(第三版),郁有文等編著,西安科技大學出版社,2008年參考書:
1.王化祥,《傳感器原理與應用》,天津大學出版社,第七版,2003
3.劉君華,《智能傳感器系統》,西安電子科技大學出版社,第一版,1999
4.單成祥,《傳感器的理論與設計基礎及其應用》,國防工業出版社,1999
4.趙負圖,《現代傳感器集成電路》,人民郵電出版社,2000
修(制)訂人:審核人:
2010年 3 月30日
第五篇:ERP原理與應用
ERP原理與應用(電子商務專業)
2011-9-6 6:50:56來源: 卓越亞馬遜
《21世紀高等職業教育財經類規劃教材:ERP原理與應用(電子商務專業)》作者歐陽文霞,ISBN9787115250629,定價¥29.00,近期由人民郵電出版社出版,BTC電商網小編為整理推薦《21世紀高等職業教育財經類規劃教材:ERP原理與應用(電子商務專業)》的內容概要、作者介紹、在線閱讀等最新電子商務圖書信息,比較21世紀高等職業教育財經類規劃教材:ERP原理與應用(電子商務專業)在卓越網、當當網等網上書店的價格折扣,幫助大家了解和購買!
內容概要
《ERP原理與應用》由歐陽文霞主編,從ERP的核心思想出發,以ERP的基本理論為基礎,著重
介紹了ERP的計劃層次、ERP各功能模塊的框架體
系和業務流程,并論述了ERP實施的相關步驟和注
意事項。全書共分為9章,包括ERP概述、ERP的層次結構、ERP的財務管理系統、ERP的生產控制
系統、ERP的物流供應鏈系統、ERP的人力資源管
理系統、ERP的質量管理、企業信息化集成和ERP
實施。本書安排了豐富的實訓內容,可登錄企業信
息化實訓平臺進行模擬操作,網址為www.paas.so,用戶名為999,密碼為888888,登錄后選擇“管理員”。
本書配有大量的圖表,通俗易懂,架構清晰,既可
作為高職院校電子商務、企業管理、計算機、物流管理等專業的教材或參考書,亦可作為各類成人教育培訓機構的培訓教材,也可供企業領導、技術人員和管理人員了解和實施ERP參考。
編輯推薦
《ERP原理與應用》由歐陽文霞主編,針對高校學生的ERP課程,將理論與實踐有機地結合在一起,學生在學習、掌握相關理論的基礎上,完成操作演練過程。本書將ERP的核心部分及擴展部分編制整合到一個統一的系統之中,學生可以模擬真實操作系統,如在系統中自行注冊公司、定義角色、網上考試;系統還可以自動閱卷,不受時間限制地實現學生實訓目的。該系統B/S架構的特點可以讓學生的實訓擺脫實驗室,真正實現與實際工作接軌。