自动化系统计算机网络作业.doc

自动化系统计算机网络作业

自动化111502
宋文超
201115040225
1、 计算机控制系统的发展经历了哪几个阶段？各有何特点？
答：1.数据采集与处理 ：结构简单，控制灵活和安全，缺点是由人工操作，速度受到限制，不能控制多个对象。
2.直接数字控制系统(DDC)：实时性好，可靠性高和适应性强。
3.监督计算机控制系统(SCC)：是生产过程始终处于最优工况。
4.集散控制系统(DCS)：分散控制，集中操作，分级管理。
5.现场总线控制系统(FCS)：降低成本，提高可靠性，可实现真正的开放式互连系统结构
2、 通信系统的基本模型中包含哪几部份？各部分的主要作用是什么？
答：1、信息源（简称信源）的作用是把各种消息转换成原始电信号2、发送设备的作用是产生适合于在信道中传输的信号，即使发送信号的特性和信道特性相匹配，具有抗信道干扰的能力，并且具有足够的功率以满足远距离传输的需要。
3、信道是一种物理煤质，用来将来自发送设备的信号传送到接收端。在无线信道中，信道可以是自由空间；在有线信道中，可以是明线、电缆和光纤。
4、接收设备的功能是将信号放大和反变换（如译码、解调等），其目的是从收到减损的接收信号中正确恢复出原始电信号。
5、受信者（简称信宿）是传送消息的目的地，其功能与信源相反，即把原始电信号还原成相应的消息，如扬声器等。
3、何谓数据传输模式？常用的传输模式有哪些分类方法？
答：数据传输模式是指数据在信道上传送所采取的方式。常用的分类方法有:1.并行传输和串行传输 2.异步传输和同步传输 3.单工/半双工/全双工传输 4.基带传输、频带传输和数字数据传输。
4、 数字数据有哪些编码方法？编码原理是什么？
答：曼彻斯特码、AMI、HDB3 是将信号（如比特流）或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式
5、 通信接口特性包括哪四个方面的内容？
答：物理特性 传输特性 连通性 抗干扰性
6、 何谓差错控制？差错控制有哪两种控制策略？
答：差错控制,是系统对传输的数据的一种验证机制.它主要对传输的数据进行验证,看是否在传输过程中出错,如果出错就提示系统将数据丢失,否则接受相应数据.
差错控制方法
1.误码率
误码率Pe=接受的错误码元数/接受的总码元数

采取的措施有两种：提高线路电气特性、采用差错控制技术
2.差错控制
常用的差错控制方法是在数据中加入差错控制编码，在所要发送的信息位之前按照某种规则加上一定的冗余位，构成一个码字再传送。
7、何谓多路复用？常用的多路复用技术有哪些？
答：多路复用是由多路复用器连接许多低速线路，并将它们各自所需的传输容量组合在一起，仅用一条速度较高的浅路传输所有信息。由四种常见的多路复用技术，分别为频分多路复用，时分多路复用，波分多路复用，码分多路复用。
8、 何谓网络的体系结构？ISO/OSI 参考模型包括哪几层？各层的主要功能是什么？
答：总共七层，从上到下分别是应用层、表示层、会话层、传输层网络层、数据链路层、物理层。。。应用层定义用户接口、表示层有数据表示和加密的功能、会话层是区分不同数据、网络层提供逻辑寻址、数据链路层有错误发现并纠正和提供MAC访问以及 将比特组合成帧的功能、物理层就是定义物理接口各种参数和比特。
9、 常用的网络互联设备有哪些？各自对应OSI 参考模型的哪一层？（物理、数据链路、网 络、传输及以上层）
答：一般需要路由器，交换机，中继器，集线器，网关，网桥。 路由器工作在网络层，其功能是为数据包提供路由，就是为数据包提供下一跳的地址，路由器是连接在不同网络之间的。网关也是路由器，局域网的出口路由一般叫做网关。交换机工作在数据链路层，提供数据包在各个端口间的快速交换，其不需要解析数据包的IP来路由，所以比路由器速度快；但是其不能隔离网段，也不能隔离广播。中继器，集线器，都是工作在物理层的，它只是将收到的信号再发送到其它分支上去。 网桥工作在数据链路层。
10、 简述防火墙的功能、组成及最新发展趋势。
答：防火墙是指设置在不同网络（如可信任的企业内部网和不可信的公共网）或网络安全域之间的一系列部件的组合。 它可通过监测、限制、更改跨越防火墙的数据流，尽可能地对外部屏蔽网络内部的信息、结构和运行状况， 以此来实现网络的安全保护。
随着网络处理器和ASIC芯片技术的不断革新，高性能、多端口、高粒度控制、减缓病毒和垃圾邮件传播速度、对入侵行为智能切断、以及增强抗DoS攻击能力的防火墙，将是未来防火墙发展的趋势。
11、 什么是现场总线？简述现场总线系统出现的背景？
答：现场总线是应用在生产现场、在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统，也被称为开放式、数字化、多点通信的层控制网络。
背景：工业数据通信的数字化要求
12、 简述FCS 与DCS 的区别？FCS 有何优点？
答：FCS系统的核心是总线协议，即总线标准；FCS系统的基础是数字智能现场装置；FCS系统的本质是信息处理现场化。主要是总线结构

13、 主流现场总线有哪些？其特点如何？
大致有以下几种：
1、RS485，一般距离1200米以下可采用这种，应用范围广，目前还是主力。
2、工业以太网：发展方向，但传输距离100米，距离远需加光纤
3、各个大厂家自己发起的CAN,profibus,devicenet,cc-link,等等

14、 为什么没有统一的现场总线国际标准？目前有哪些因素妨碍FCS 在工业的推广应用？
FCS是由PLC发展而来的；而在另一些行业，FCS又是由DCS发展而来的，所以FCS与PLC及DCS之间有着千丝万缕的联系，又存在着本质的差异。
复杂的总线比方如以汽车系统使用的总线CAN技术，每个节点都是需要一套CPU。一切的一切都是在于能够达到成功控制所需的成本。为了成本的问题才出现不同层次的总线系统的存在。

15、 CAN 总线帧的结构种类及特点。
CAN总线是一种现场总线，优点大概有：稳定可靠，连线简单（就两根线），组网消费低，速度比串口快，能长距离传输等等，缺点就是速度比以太网网速慢（长距离传输更慢），网络中传输不能像网络的IP地址一样可以简单的随意点对点，组播和广播的发送（注意可以设置发送的帧ID和CAN设备的验收码来实现，有点儿麻烦和不够灵活

16分析一下CAN总线如何进行位仲裁的？
首先，你要明确一个概念，CAN总线上的节点都是自顾自的发送报文，抢夺总线资源的；
然后，一个CAN节点在发送报文的同时也在接收总线上的信息，每个报文都是从ID先开始发送，并且通过ID判断优先级（显性覆盖隐性），当它发现接收到的数据（ID）与它发送的不一致时就退出发送，等待一会；
再然后，为什么数据（ID）不一致就退出呢，因为只有优先级比它高的报文才能覆盖它的ID场，既然
最后，回答你第一个问题，几个报文在抢，优先级最高的就抢到了总线，其实它并不知道有人跟它抢（因为它优先级高），她认为总线对它来说是空闲的。

16、 令牌访问控制方式的分类、特点和作用。
令牌环控制方式的优点是它能提供优先权服务，有很强的实时性，在重负载环路中，“令牌 ”以循环方式工作，效率较高。其缺点是控制电路较复杂，令牌容易丢失。但IBM在1985年 已解决了实用问题，近年来采用令牌环方式的令牌环网实用性已大大增强。
18工业以太网络有哪些特点？
（一）应用广泛 　　以太网是应用最广泛的计算机网络技术.　（二）通信速率高 　　目前，10、100 Mb/s的快速以太网已开始广泛应用，1Gb/s以太网技术也逐渐成熟，而传统的现场总线最高速率只有12Mb/s（如西门子Profibus-DP）. 　　（三）资源共享能力强 　　随着Internet/ Intranet的发展，以太网已渗透到各个角落，网络上的用户已解除了资源地理位置上的束缚.　　（四）可持续发展潜力大 　　以太网的引人将为控制系统的后续发展提供可能性，用户在技术升级方面无需独自的研究投入，对于这一点，任何现有的现场总线技术都是无法比拟的.
19、以太网技术作为现场总线技术具有哪些技术优势？
工业以太网拥有的优势是：
1、可以满足控制系统各个层次的要求，使企业信息网络与控制网络得以统一；
2、设备成本下降，以太网卡的价格是总线网络借口卡的1/10；
3、以太网很容易和Internet集成；
采用以太网作为现场总线，拥有速度快、开发技术支持广泛（Java、VC、VB等）、硬件升级范围广而且价格低廉的优势
20、 FF、CAN总线、ProfiBus以及LonWorks现场总线主要在哪些领域得到了较广泛的应用？
FF的基础是信息技术，比较依赖数字电路和工控计算机通过网络变量把网络通信设计简化为参数设计，在智能建筑中得到广泛的应用；CAN(Control Area Network控制局域网)由德国BOSCH公司推出用于汽车内部测量与执行部门之间的数据通信。国内在三表系统及楼宇自控系统中得到应用。