IGMP Snooping 原理及应用
目录
第1章IGMP (1)
1.1多播组地址 (1)
1.2IP多播映射到以太网多播 (2)
1.3IGMP协议 (2)
1.3.1 IGMPv1 (3)
1.3.1.1 IGMPv1查询响应过程 (4)
1.3.1.2 IGMPv1加入过程 (5)
1.3.1.3 IGMPv1离开过程 (5)
1.3.2 IGMPv2 (6)
1.3.2.1 IGMPv2查询响应过程 (7)
1.3.2.2 IGMPv2离开过程 (7)
1.3.3.3 查询选择过程 (8)
1.3.3.4 小型拓扑图和包分析 (8)
1.3.4 IGMPv3 (9)
1.3.4.1 成员关系查询报文 (10)
1.3.4.2 成员关系报告报文 (10)
1.4多播转发和路由选择信息 (12)
第2章IGMP SNOOPING (13)
2.1IGMP S NOOPING协议 (13)
2.2路由端口加入 (13)
2.3组成员端口加入 (14)
2.4组成员端口离开 (14)
2.5IGMP S NOOPING模拟实验 (14)
2.5.1 TL-SG3109 (15)
2.5.2 DES-1228 (17)
2.5.3 2款交换机比较 (19)
第3章SNOOPING在视频多播的应用 (21)
3.1流媒体基础知识 (21)
3.1.1 流媒体概念 (21)
3.1.2 点播与广播 (21)
3.1.3 单播与多播 (22)
3.2播视频服务器的搭建 (22)
3.2.1 Windows Media Services服务器的安装 (22)
3.2.2 建立多播组视频 (24)
3.3S NOOPING视频多播应用实验 (28)
3.3.1 同一网段视频点播和广播 (28)
3.3.2 不同网段视频点播和广播 (30)
第4章IGMP SNOOPING测试 (32)
4.1静态分组测试 (32)
4.2S NOOPING分组测试 (32)
4.3S NOOPING时间参数测试 (33)
参考文献 (35)
附录IGMP SNOOPING功能测试 (36)
第1章IGMP
随着宽带多媒体网络的不断发展,各种宽带网络应用层出不穷。IP TV、视频会议、数据和资料分发、网络音频应用、网络视频应用、多媒体远程教育等宽带应用都对现有宽带多媒体网络的承载能力提出了挑战。采用单播技术构建的传统网络,在带宽和网络服务质量方面已无法满足新兴宽带网络的要求,同时也带来网络延时、数据丢失等问题,通过引入IP多播技术,有助于解决此类问题。多播网络中,即使组播用户数量成倍增长,骨干网络中网络带宽也无需增加。因为成百上千的组播应用用户和一个组播应用用户所占用的骨干网带宽是相同的,从而最大限度地解决目前宽带应用对带宽和网络服务质量的要求。
多播亦称多点传送（Multicasting），是一种让数据从一个成员送出，然后复制给其他多个成员的技术。采用这种技术，可有效减轻网络通信的负担，避免资源的无谓浪费。最开始的时候，设计这一技术的目的是弥补广播（Broadcasting）通信的不足。假如过度使用广播技术，极易造成网络带宽的大幅占用，影响整个网络的通信效率。多播通信则不同。对一个网络内的工作站来说，只有在上面运行的进程表示自己“有兴趣”，多播数据才会复制给它们。
1.1 多播组地址
图1显示了D类IP地址的格式。
28位
图1 D类IP地址格式
IP多播使用了数据报的目的地址来规定数据报必须通过多播进行交付，多播组地址包括1110的最高4bit和多播组号，范围从224.0.0.0到239.255.255.255。一些多播组地址被IANA 确定为知名地址，如表1所示
表1 几个永久IP多播地址分配的例子
IP 对待多播地址的方式与对待单播地址不同。例如，多播地址只可作为目的地址。因此，多播地址从不会出现在数据报的源地址字段，也不会出现在源路由或记录路由选项中。而且，不会生成关于多播数据报的ICMP 差错报文。因此，发往多播地址的ping 命令是得不到回答的。
1.2 IP 多播映射到以太网多播
IANA 拥有一个以太网地址块，即高位24 bit 为00:00:5e （十六进制表示），这意味着该地址块所拥有的地址范围从00:00:5e:00:00:00到00:00:5e:ff:ff:ff 。IANA 将其中的一半分配为多播地址。为了指明一个多播地址，任何一个以太网地址的首字节必须是01，这意味着与IP 多播相对应的以太网地址范围从01:00:5e:00:00:00到01:00:5e:ff:ff:ff 。
要把IP 多播地址映射为相应的以太网多播地址，只需将IP 多播地址的低位23bit 放到以太网多播地址01:00:5e:00:00:00的低位23bit 上，如图2所示
48位以太网地址D 类IP 地址
图2 D 类IP 地址到以太网多播地址的映射
由于多播组号中的最高5bit 在映射中被忽略，因此每个以太网多播地址对应的多播组是不唯一的。32个不同的多播组号被映射为一个以太网地址。例如，多播地址224.128.64.32和224.0.64.32都映射为01:00:5e:00:40:20。
1.3 IGMP 协议
主机和路由器如何进行多播通信？一个物理网络上的所有系统如何知道当前主机所在
的多播组？多播路由器如何知道多播数据报应该向哪些接口转发？为解决上面的问题，我们首先介绍Internet 组管理协议。
20
字节8字节IP 数据报
图3 IGMP 报文封装在IP 数据报中
正如ICMP 一样，IGMP 也被当作IP 层的一部分。IGMP 报文通过IP 数据报进行传输，
如图3所示。
IGMP报文通过IP首部中协议字段值为2来指明。
Internet组管理协议（IGMP）是基于LAN的信令协议，用来管理组成员的关系。每个LAN都有一台指定的多播路由器，它负责定期查询所有主机，以刷新组成员关系，并吸收新的成员。对于路由器的查询，属于组的端节点产生应答报告，其中包含所在的组或要加入的组。查询和应答消息的TTL值都是1，以便将交换范围限制在本地子网。
多播主机利用IGMP通知路由器，路由器所在子网的一台计算机想加入一个特定的多播组。IGMP是IP多播方案的基础。要想使它正常工作，两个多播节点之间的所有路由器都必须提供对IGMP的支持。例如，假定机器A和B加入了多播组224.1.2.3，两者间总共存在着三个路由器。此时，三个路由器都必须具有IGMP能力，以保障通信的成功进行。若某个路由器不具备IGMP能力（即不支持IGMP），那么收到多播数据后，会将它草草地丢弃了事。若一个应用加入了多播组，一条IGMP“加入”命令便会发给子网上那个特殊的“所有路由器”地址（224.0.0.2）。该命令用于通知所有路由器，有客户机对一个特定的多播地址产生了兴趣，即它们想加入那个多播组。以后，假如路由器收到了发给那个多播地址的数据，便会将其转发给所有多播客户机。
此外，若一个端点加入多播组，便会同时指定一个“生存时间”（TTL）参数。通过该参数，我们便知道对于在端点机器上运行的多播应用程序来说，为了收发数据，中途需要经历多少个路由器。例如，假定我们编写了一个IP多播应用，令其加入组1，同时TTL值设为2。此时，一个加入命令会传给本地子网上的“所有路由器”组。子网内的路由器会根据这一命令，判断出自己以后应将多播数据转发到那个地址。随后，路由器会将TTL值减1，再将一条加入命令传给与自己相邻的各个网络。那些网络上的路由器会如法炮制，最后又将TTL值减去1。就我们的例子来说，此时的TTL 值已经变成了0，所以“加入”命令不会再继续传递下去（不再传给相邻的网络）。从中可以看出，TTL实际限制了多播数据能够蔓延得多“远”。若一个路由器拥有由工作站注册的一个或多个多播组，便会向“所有主机”组（224.0.0.1）定时发送一条“组查询”消息，查询当初通过一条加入命令通知它的每个多播地址。假如网络上的客户机仍在使用那个多播地址，便会用另一条IGMP消息做出响应，让路由器放心，以便继续转发与那个地址对应的数据。否则的话，路由器便会停止为那个地址转发任何数据。
有时可能产生错误：客户机可能在放弃了多播组1成员资格后，马上便加入了组2。但另一方面，除非路由器执行了一次组查询，但没有接收到响应，否则会将发给多播组1和2的数据都转发到网上。假如这两个组的传输数据总量大于网络本身允许的带宽，为此，可考虑换用IGMP协议的第2版。允许客户机向路由器发送一条“离开”消息，明确告诉它停止转发指定多播地址的数据。当然，针对每个特定的地址，路由器都维持着一个参考性的客户机计数。因此，除非子网上的所有客户机都脱离了一个特定的地址，否则发给那个地址的数据仍会继续“蔓延”下去。IGMP共有三个版本，随着版本的升级，协议功能不断扩展。
1.3.1 IGMPv1
图4显示了长度为8字节的IGMPv1报文格式。
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图4 IGMPv1报文的字段格式
IGMP 类型为1说明是由多播路由器发出的查询报文，为2说明是主机发出的报告报文。检验和计算和ICMP 协议相同。
组地址为D 类IP 地址。在查询报文中组地址设置为0，在报告报文中组地址为要参加的组地址。
1.3.1.1 IGMPv1查询响应过程
192.168.1.1192.168.1.2
192.168.1.3R1R2
图5 IGMPv1查询响应过程
路由器R1(IGMPv1查询器)周期性地，向所有的主机多播组组播地址（224.0.0.1），即向当前子网上的所有主机发送IGMPv1成员关系查询。只要主机支持多播并想要收到查询，就必须接收上述查询信息。
所有满足接收IGMPv1查询消息的主机都要收到IGMPv1成员关系查询，并且某一主机（H2）首先通过向多播分组224.1.1.1发送IGMPv1成员关系报告做出反应。报告通知子网中的路由器至少有一主机对多播组224.1.1.1信息感兴趣。但是对于某一查询，当前子网中对于每个组只能有一个成员响应成员报告。这样可以节约子网带宽及主机处理时间。这一过程称为响应抑制。报告抑制机理有助于减少当前子网的消息流数量以及降低路由器的处理负担。
在本地子网上的主机H3也收到IGMPv1成员关系查询，并且通过向多播组224.2.2.2发送IGMPv1成员关系报告做出反应。报告通知路由器在子网中至少有一个主机对多播组224.2.2.2的多播信息感兴趣。
作为查询响应交换的结果，路由器R1现在知道在局部子网中有接收站点需要多播组224.1.1.1和224.2.2.2就会根据使用的组播路由协议建立起相应的转发状态。
1.3.1.2 IGMPv1加入过程
成员加入一个多播组不用等待路由器发出下一次成员关系查询报文时再响应加入，可以主动发动成员报告表示加入，特别是当主机是第一次加入子网的组播组时，这样在组内没有其他组成员的情况下缩短了成员加入多播组的延迟。因此，当主机想加入多播组的时候，它要立即向想要加入的多播组发送一个或多个未经同意的成员关系报告。
R1
图6 IGMP加入过程
图6显示了主动的加入过程。这里，主机H3想要收到多播组224.2.2.2的信息流。它并不等待来自路由器A的下一次成员关系查询，而是立即向组224.2.2.2发送未经同意的IGMPv1成员关系报告，以便通知路由器它想要加入的组。
1.3.1.3 IGMPv1离开过程
在IGMPv1中没有为主机定义特殊的离开机制。IGMPv1主机可以在任何时候离开多播组而不用给路由器发任何离开组通知。当主机不再需要从特定组收到多播信息流时，主机仅仅停止处理多播组信息，并且停止对组IGMP成员关系报告的IGMP查询做出反应。
如果子网内还有同一多播组的多个成员，那么主机这样离开多播组不会出现什么问题，因为子网中还需要继续接收多播信息流。但如果离开多播组的是子网内的最后一个成员，那么路由器在一段时间内仍会继续转发这个无用的多播组的信息到这个网段，虽然这时这一网段内已不存在该组成员。
终止多播信息的发送取决于IGMPv1查询路由器，只要在经过几个查询间隔后没有得到响应即可导致多播组超时而不再向该网段上发送组播信息。但是这样做缺乏效率，特别是当多播组个数太多并且这些组的传输负担很重时。
因此，IGMPv1路由器知道在子网中不再有任何活动的多播组的接收站点的唯一方法是弄清楚何时路由器停止得到主机发送的成员关系报告。因此IGMPv1路由器需要对子网中的每个多播组维护一个计时器。当路由器接收到子网中的主机发送来的成员关系报告时，该多播组的计时器就复位。当与某个多播组相关的计时器超时后，就说明在本网段上已经没有活动的该组多播组接收者，则停止继续向该网段上转发该多播组信息。对于IGMPv1路由器来说，超时时间间隔一般是查询时间间隔的3倍。
1.3.2 IGMPv2
IGMPv2大多数变化的主要目的不但包括解决在最初的协议规范中存在的二义性问题，而且还要解决离开和加入多播组存在的延时问题，图7为IGMPv2格式报文。
IGMPv2新特征：
查询选择过程：IGMPv2的路由器提供选择查询路由器的能力，而不用依赖多播路由协议来进行。
最大响应时间字段：查询信息的新字段，允许查询路由器指定最大查询响应时间。
特定组查询消息：IGMPv2中加上了特定组查询以允许路由器只查询某一个特定组而不是所有组的成员执行查询操作。这是为找出某组中是否还留有成员的优化办法，不要求所有组发出响应报告。特定组查询和普遍查询的区别就在于普遍查询多播到所有主机组地址（224.0.0.1）而特定组查询只组播到特定组的多播地址。
离开组消息：IGMPv2中还加上了一种离开组消息，以允许主机告诉路由器它们要离开多播组。
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图7 IGMPv2报文的字段格式
表2给出了IGMPv2报文类型字段，IGMPv1成员关系查询消息包括4bit版本字段中的一个0x1和4bit类型字段中的一个0x1。它们合并在一起形成0x11的8bit值，这和作为成员关系查询的IGMPv2类型代码完全一样。为使IGMPv2类型代码与第一版的一致，就是用来在IGMPv1和IGMPv2之间提供兼容性。这使IGMPv2主机和路由器在网络有其他IGMPv1
表2 IGMPv2的类型字段
图8 IGMPv2的报文类型
主机和路由器时能够识别IGMPv1消息。图8给出了IGMPv2报文类型的框图。
1.3.
2.1 IGMPv2查询响应过程
IGMPv2的成员关系查询和成员关系报告信息与IGMPv1信息几乎完全相同，只有两个例外。第一个差别在于IGMPv2查询信息分为两类：普遍查询，与旧的IGMPv1查询执行同样的功能；特定组查询－直接对单个组查询，而且它的目的是为了查询某一个组而不是所有组。在特定组查询里，组地址字段包含正在查询的特定组。收到消息的IGMPv2主机用同样的方法做出响应，正如它们对常规查询所用的方式。第二个差别是IGMPv1成员关系报告(类型代码=0x12)和IGMPv2成员关系报告(类型代码=0x16)有不同的IGMP类型码。但是IGMPv2的查询响应过程和IGMPv1一样。
1.3.
2.2 IGMPv2离开过程
IGMPv2规定，当主机离开多播组时，它们将发送IGMPv2定义的一种新的离开组信息类型。当某个主机离开组播组时，如果它是响应组成员关系报告查询的最后一个主机，它就要向所有路由器的组播组(224.0.0.2)发送离开组信息。增加的离开组和特定组的IGMPv2信息，与最大响应时间字段配合，使得IGMPv2把离开延迟减少到仅仅几秒钟。这是对IGMPv1的重要改进。当IGMP版本2路由器收到一个离开报文时，路由器就对于该组发出一个特定组查询，以判断是否仍有其它主机希望接收这个组播组的信息。
192.168.1.1192.168.1.2192.168.1.3
R1R2
图9 IGMPv2主机离开过程
图9中多播组224.1.1.1有几个组成员，当前某个主机要离开该组，具体过程如下：
主机向所有多播组路由器（224.0.0.2）发送IGMPv2离开组信息以便通知子网中的所有路由器它正在离开组。
IGMP查询路由器（假定R1），收到来自主机的离开组信息。然后路由器发送一个特定组(224.1.1.1)查询以确定当前子网中，该组是否还有主机为接收者。
如果还有主机是组224.1.1.1的成员，那么其中一个主机收到该特定组查询，便对IGMPv2成员关系报告查询做出响应，以便通知子网中的路由器组成员仍然存在；如果在子网中没有一个组224.1.1.1的成员了，那么就没有主机对该特定组查询做出响应，路由器R1停止转发该多播组信息到该子网上。
1.3.3.3 查询选择过程
IGMPv2使用普遍查询信息的IP 地址来选择IGMP 查询路由器。在IGMPv2中，多访问网络上的每个路由器都初始假定自己是查询器并发出查询，它们都向所有主机组播组（224.0.0.1）发送源IP 地址字段为自身的接口地址的IGMPv2普遍查询信息。每个路由器都将接收到从其它IGMPv2路由器发出的查询，如果一个IGMPv2路由器收到其他路由器发送的普遍查询信息，它就把此信息的源IP 地址和它自己的接口地址作比较。具有最低IP 地址的IGMPv2路由器将成为查询路由器。
所有非查询路由器启动一个查询计时器，无论何时只要收到来自当选的查询路由器的普遍查询信息，计时器就被复位。默认的计时器持续时间是查询间隔的2倍。如果查询计时器超时，就认为当选的查询路由器已经发生错误，比如重启，不再是查询路由器，则重新初始化查询过程。
1.3.3.4 小型拓扑图和包分析
下面以一个具体的小型拓扑结构来分析IGMPv2的数据报，图10是一个简单的组播拓扑图。
H1
H3
H2
图10 组播拓扑图
如上图所示，H3为流媒体服务器，主机H1、H2通过多播路由器R 连接到H3，H1、H2可以随时观看H3的视频，路由器R 只是发查询包，下面给出这一过程Ethereal 所抓到的包。
图11 IGMPv2查询、报告、离开包
如上图所示，包1为路由器发出的目的地址为224.0.0.1的查询包（224.0.0.1代表这个子网上的所有系统），H1、H2和H3响应了这个查询，H1没有点播任何服务，向默认的多播地址239.255.255.250发送一个关系报告，H2点播了视频服务，向点播的那个视频所在的
多播地址239.192.13.66发送一个关系报告，视频服务器H3向默认的多播地址239.255.255.254发送一个关系报告。如果H1也加入了视频点播，发送一个目的地址为239.192.13.66的关系报告，如包5所示。H2停止了视频点播，向目的地址224.0.0.2（这个子网上的所有路由器）发送一份离开报告，如包10所示。
下面给出这3种包的包结构。
图12 IGMPv2查询报文
图13 IGMPv2成员关系报告报文
图14 IGMPv2离开报文
注意：图12所示的是一个一般查询报文，因为多播组地址为0.0.0.0。一般查询报文和离开报文封装在IP头的目的地址和IGMP的目的地址是不同的。
1.3.4 IGMPv3
IGMPv3增加Group Source Report(组源节点报告)和Group Source Leave(组源节点离开)消息，使得端节点能够选择仅仅收听来自组中特定源节点的组播信息。
1.3.4.1 成员关系查询报文
IGMPv3定义了两种报文类型：成员关系查询报文和成员关系报告报文。图10为成员关系查询报文，表3为几个不同的IGMP的类型列表。
图15 IGMP成员关系查询报文的格式
当路由器探寻群组成员时，标记为RESP CODE的字段指定了群组成员在计算延时所用的最大间隔。IGMP允许路由器在每个查询报文中设置一个最大值，是为了让管理员能够控制IGMP通信量。群组地址字段或者用于指定特定的群组，或者包含0来代表一个通用查询。S字段指示路由器是否要抑制当一个更新到达时计数器应当执行的正常更新动作，这个比特对主机不起作用。QRV字段允许IGMP在损耗较大的网络上多次发送同一个分组，从而控制了其健壮性。QQIC字段指明了查询报文的查询间隔（Querier’s Query Interval），即成员关系查询之间的间隔时间。
IGMP报文的最后一部分由0或多个源组成。源地址数字段指定了随后的表项数目。每个源地址包含一个32位IP地址。在通用查询和特定群组查询报文中，源的数目为0.对于特定群组和源的查询，报文中包含了一个或多个源，路由器用这样的报文查询多播群组和任何指定源的组合的接受状态。
1.3.4.2 成员关系报告报文
图11为IGMPv3成员关系报告报文。
图16 IGMP成员关系报告报文的格式
图12为每个群组记录的格式
图17 群组记录格式
记录类型字段允许发送方指定记录中的源列表对应的是包含过滤器、排除过滤器还是对上一个报告的更改（例如，还需要包含或排除一个源）。多播地址字段指定了该群组记录所指的多播地址，源地址数字段指定了群组记录中包含的源地址数目。
版本3中没有为主机提供能够主动退出一个群组的显示报文，或监听某个群组的所有通信的显示报文。事实上，为退出一个群组，主机会发送一个成员关系报告报文，它定义了一个具有空IP源地址列表的包含过滤器。而为了监听所有的源，主机会发送一个定义了具有空IP源地址列表的排除过滤器的成员关系报告报文。
192.168.1.1192.168.1.2
H1
图18 接受特定源的组信息
主机H1已经加入组224.1.1.1，但只希望收到从源192.168.1.1的传输。使用IGMPv3的机制，主机H1可以通过指定路由器R3，它只对信源192.168.1.1发至组224.1.1.1的组播传输感兴趣。因此路由器R3即可只对主机H1所感兴趣的源192.168.1.1所发送的组播信息进行转发，而对不感兴趣的源192.168.1.2进行抑制。
1.4 多播转发和路由选择信息
为什么多播路由选择如此困难呢？为什么不把传统的路由选择方法扩展成处理多播呢？答案是，多播路由选择和常规路由选择在基本方法上是不同的，因为多播转发与常规转发不同。为了展示其差别，可考虑在图14所示的结构上实现多播转发。
H6H7
224.2.2.2
图19 多播转发
即使对于图14所示的简单拓扑结构，多播转发也和单播转发不同。例如，该图显示了2个多播群组：H1、H2、H3组成的224.1.1.1群组和H4、H5、H6组成的224.2.2.2群组。为了避免不必要的浪费带宽，路由器根本不应该让发往224.1.1.1的分组通过网络2，但是主机可以在任何是否参加任何群组。
如果主机H5和H6各自给224.2.2.2发送一个数据报，路由器R将接受并转发这些数据报。因为2个数据报发往同一个群组，目的地址是相同的，但正确的转发动作不同：R把H5的数据报发往网络2，而把H6的数据报发送到网络1。当R接收到主机H1发往224.2.2.2的数据报时，采取了第3种动作：转发2个副本，一个给网络1，另一个给网络2。
IP允许任意主机（不一定是群组的成员）向群组发送数据报。在图中，虽然主机H7不是任何群组的成员，并且H7所在的网络没有224.1.1.1群组的成员，但是H7可以给224.1.1.1群组发送数据报。更重要的是，该数据报在通过互联网时，很可能穿过其他没有群组成员的网络。
通过上面的简单介绍可以总结出多播路由转发的特点：
一个应用程序加入或退出多播群组就会造成多播路由的变化。
多播转发时路由器要检查的不只是目的地址。
多播数据报可以从非多播群组成员的计算机发起，并且可能转发经过没有任何群组成员的网络。
第2章IGMP Snooping
目前二层以太网交换机在组网时已得到越来越广泛的应用。在网络运行环境中，当路由器将组播报文转发下来后，处于接入层边缘的二层交换机负责将组播报文转发给组播用户。传统的二层交换机是将组播报文广播出去，不但浪费了大量的网络带宽，引起广播风暴，也影响了正常业务，所以迫切需要在二层交换机上实现组播。最简单的方法是通过手工配置，但是组播是动态变化的，手工配置方式不可能适应这种变化。这就需要二层交换机能根据组播用户的动态，加入或离开组播组，同时保证动态地维护多播组，IGMP Snooping 正好可以解决上述问题。
2.1 IGMP Snooping协议
IGMP侦听是当前实现最多的抑制局域网交换机上的组播信息扩散的方法，IGMP要求交换机具有IGMP能力，能够与主机及路由器之间进行IGMP信息的交换，它基于IGMP 协议，交换机本身不运行IGMP，而是通过侦听在路由器和主机间传送的IGMP报文来动态注册二层多播组。当交换机侦听到主机的某个多播组发IGMP报告时，就在有关的多播CAM 表项上增加该主机的端口号。当交换机听到主机的IGMP离开组消息时，就从CAM表项上删除该主机的端口。
2.2 路由端口加入
连接路由器的端口必须要加入所有多播CAM表项的出端口表中，原因是路由器必须不加选择地接收所有多播组的所有多播信息。交换机是如何能够发现哪个端口连接了路由器呢？一般的方法是交换机侦听路由器所发送的IGMP查询，记住路由器所连接的端口。如果该端口失效，或者局域网交换机在特定的时间间隔内在该端口上没有再收到该路由器发送的IGMP查询，那么交换机会认定该端口上不再有路由器与之相连。
如果仅仅通过IGMP消息确定哪个端口上连接了路由器会有问题，例如，假设本地子网为一个多入口网络，即连接了多个路由器。根据IGMP规定，只有一个路由器作为IGMP 查询者，因此其他与交换机连接的路由器将不发送通用查询，那么交换机检测不到这些不发送IGMP查询的路由器。一般的方法是不仅仅侦听IGMP查询来确定路由器，而且也通过侦听其他一些任何的路由协议包来探测路由器。
图20是一个简单的拓扑框图，说明交换机的侦听环境。
图20 侦听的实现环境
2.3 组成员端口加入
假设在网络上的主机H1、H2、H3分别连接交换机的2、3、4端口，路由器连接到端口1，假设CPU也被当作端口对待，记为端口0，发往端口0的帧要由CPU处理。
主机H1、H2首先希望加入多播组239.192.13.66，发一个IGMP成员关系报告给该组，该报告的MAC目的地址为01-00-5e-40-0d-42。当交换机收到该包时，首先查找CAM表，因为是第一次发送到该组的包，所以此时CAM表上没有这个组播MAC地址的转发项，所以该帧被从交换机的所有端口转发出去（包括到交换机CPU的端口0）。此时CPU收到主机H1、H2多播的IGMP成员关系报告，则CPU使用IGMP报告中的信息建立一个CAM 转发表项，该转发项的匹配项为目的地址01-00-5e-40-0d-42，出端口包括主机H1的端口2、H2的端口3和发查询报告的端口4，如图20所示。
该CAM表项形成以后，任何目的地址为01-00-5e-40-0d-42的组播帧都将只在端口2、3和4转发，而不再向交换机的其他端口扩散（交换机的CPU仍接收这些帧）。
H2
H1H3
图21 添加转发项
2.4 组成员端口离开
假设主机H2要离开组播组，主机H2向所有路由器组播组224.0.0.2组播一离开组消息声明它正在离开组，此消息是IGMP消息，因此被交换机的CPU拦截，不向其他任何端口转发。交换机中的CPU通过向端口3回馈一个IGMP通用查询作为对主机H2离开组消息的响应，并看看端口上是否有该组的其他主机成员。如果从端口5收到了另一个IGMP成员关系报告，那么该CPU知道该端口上还有其他的主机对该组感兴趣，则丢弃主机H2的离开组消息。如果在此端口上没有收到IGMP成员关系报告，那么表明该端口上已经没有该组的成员，CPU就从CAM表转发项上删除此端口，以后该组的多播信息就不会被转发到该端口上。因为交换机的其他非路由器端口仍有该组的成员，所以CPU决定不向路由器发送IGMP离开消息，路由器仍然会向该网段上继续发送组播消息。
2.5 IGMP Snooping模拟实验
下面重点介绍2款交换机，TP-LINK的TL-SG3109和D-Link的DES-1228，首先介绍
一下交换机Snooping的几个主要时间参数的含义，接着介绍多播侦听的模拟实验。
2.5.1 TL-SG3109
打开TL-SG3109交换机管理页面，如图22所示。
图22 TL-SG3109 侦听页面
由上图可以看出，TL-SG3109只有3个时间参数，但是每个时间参数的值可以任意设置，表4给出这3个时间参数的具体含义。
TL-SG3109可分别静态和动态进行多播分组，当点击网桥组播时，页面如图23所示。
图23 网桥多播页面
点击创建，就可以人为的静态分组，如把2、3端口分到多播地址为01:00:5e:40:3b:f9的多播组，分组后页面如图24所示，S表示静态。
图24 静态分组页面
当多播数据流从1端口进入时，只有2、3端口才能收到目的地址为01:00:5e:40:3b:f9的多播数据流（UDP 数据包），4至9端口没有多播数据流。
想要交换机实现Snooping 功能时，需在3个方面进行相关设置，如图22所示，在IGMP 侦听页面中，要启用IGMP 侦听并且在时间参数表中IGMP 侦听状态也要设置为已启用，在图23中要启用网桥组播过滤，这样动态侦听功能就成功启动了。
由于交换机主要是侦听查询、离开、关系报文，IGMPv3没有离开报文，实验室也没有支持IGMPv3的路由器，所以本次实验选用IGMPv2的报文，那么如何选用IGMPv2的报文呢？
H1H3H4
图25 TL-SG3109动态侦听实验图
在H1上用LinkPackets 软件发IGMPv2查询报文，交换机默认分组如图26所示。
图26 H1发查询包后的默认分组
在H1上再发查询报文，H2、H3上发多播地址为239.192.59.249的IGMPv2成员关系回复报文时，分组情况如图27所示。
图27 H2、H3多播回复后的分组
H1发目的地址为239.192.59.249的多播数据流，只有H2、H3才能收到数据包，如果H3发出离开数据包，H3在离开超时后不能再收到多播数据包。如果在多播路由器超时或主机超时2者较小时间内交换机没有收到查询报文或成员关系报告报文，交换机就删除整个多播侦听表。
2.5.2 DES-1228
打开D-Link的DES-1228的管理页面，如图28所示。
图28 DES-1228设置页面
图29表明交换机启用了IGMP Snooping功能。
图29 IGMP Snooping参数设置
下面介绍一下7个参数的含义，如表5所示。
人教版高中化学选修四——《化学反应原理》课本习题参考答案第一单元第一节化学反应与能量的变化 1. 化学反应过程中所释放或吸收的能量,叫做反应热,在恒压条件下,它等于反应前后物质的焓变,符号是ΔH,单位是kJ/mol.例如 1 mol H2 (g)燃烧,生成 1 mol H2O(g), 其反应热ΔH=-241.8 kJ/mol. 2. 化学反应的实质就是反应物分子中化学键断裂,形成新的化学键,重新组合成生成物的分子.旧键断裂需要吸收能量,新键形成需要放出能量.当反应完成时,若生成物释放的能量比反应物吸收的能量大, 则此反应为放热反应; 若生成物释放的能量比反应物吸收的能量小,反应物需要吸收能量才能转化为生成物,则此反应为吸热反应. 第二节燃烧热能源 1. 在生产和生活中,可以根据燃烧热的数据选择燃料.如甲烷,乙烷,丙烷,甲醇, 乙醇,氢气的燃烧热值均很高,它们都是良好的燃料. 2. 化石燃料蕴藏量有限,不能再生,最终将会枯竭,因此现在就应该寻求应对措施. 措施之一就是用甲醇,乙醇代替汽油,农牧业废料,高产作物(如甘蔗,高粱,甘薯,玉米等) ,速生树木(如赤杨,刺槐,桉树等) ,经过发酵或高温热分解就可以制造甲醇或乙醇. 由于上述制造甲醇,乙醇的原料是生物质,可以再生,因此用甲醇,乙醇代替汽油是应对能源危机的一种有效措施. 3. 氢气是最轻的燃料,而且单位质量的燃烧热值最高,因此它是优异的火箭燃料,再加上无污染,氢气自然也是别的运输工具的优秀燃料.在当前,用氢气作燃料尚有困难,一是氢气易燃,易爆,极易泄漏,不便于贮存, 运输; 二是制造氢气尚需电力或别的化石燃料, 成本高. 如果用太阳能和水廉价地制取氢气的技术能够突破, 则氢气能源将具有广阔的发展前景. 4. 甲烷是一种优质的燃料,它存在于天然气之中.但探明的天然气矿藏有限,这是人们所担心的.现已发现海底存在大量水合甲烷,其储量约是已探明的化石燃料的2倍.如果找到了适用的开采技术,将大大缓解能源危机. 5. 柱状图略.关于如何合理利用资源,能源,学生可以自由设想.在上述工业原材料中,能源单耗最大的是铝;产量大,因而总耗能量大的是水泥和钢铁.在生产中节约使用原材料,加强废旧钢铁,铝,铜,锌,铅,塑料器件的回收利用,均是合理利用资源和能源的措施. 6. 公交车个人耗油和排出污染物量为私人车的1/5,从经济和环保角度看,发展公交车更为合理. 第三节化学反应热的计算1. C(s)+O2 (g) == CO2 (g) H=-393.5 kJ/mol 2.5 mol C 完全燃烧,H=2.5 mol×(-393.5 kJ/mol)=-983.8 kJ/mol 2. H2 (g)的燃烧热H=-285.8 kJ/mol 欲使H2完全燃烧生成液态水,得到1 000 kJ 的热量,需要H2 1 000 kJ÷285.8 kJ/mol=3.5 mol 3. 设S 的燃烧热为H S(s)+O2 (g) == SO2 (g) 32 g/mol H 4g -37 kJ H=32 g/mol×(-37 kJ)÷4 g =-296 kJ/mol 4. 设CH4的燃烧热为H CH4 (g)+O2 (g) == CO2 (g)+2H2O(g) 16 g/mol H 1g -55.6 kJ H=16 g/mol×(-55.6 kJ)÷1 g =-889.6 kJ/mol 5. (1)求3.00 mol C2H2完全燃烧放出的热量Q C2H2 (g)+5/2O2 (g) == 2CO2 (g)+H2O(l) 26 g/mol H 2.00 g -99.6 kJ H=26 g/mol×(-99.6 kJ)÷2.00 g =-1 294.8 kJ/mol Q=3.00 mol×(-1 294.8 kJ/mol)=-3 884.4 kJ≈-3 880 kJ (2)从4题已知CH4的燃烧热为-889.6 kJ/mol,与之相比,燃烧相同物质的量的C2H2放出的热量多. 6. 写出NH3燃烧的热化学方程式NH3 (g)+5/4O2 (g) == NO2 (g)+3/2H2O(g) 将题中(1)式乘以3/2,得: 3/2H2 (g)+3/4O2 (g) == 3/2H2O(g) 3/2H1=3/2×(-241.8 kJ/mol) =-362.7 kJ/mol 将题中(2)式照写: 1/2N2 (g)+O2 (g) == NO2 (g) H2=+33.9 kJ/mol 将题中(3)式反写,得NH3 (g) == 1/2N2 (g)+3/2H2 (g) -H3=46.0 kJ/mol 再将改写后的3式相加,得: 2 7. 已知1 kg 人体脂肪储存32 200 kJ 能量,行走1 km 消耗170 kJ,求每天行走5 km,1年因此而消耗的脂肪量: 170 kJ/km×5 km/d×365 d÷32 200 kJ/kg=9.64 kg 8. 此人脂肪储存的能量为4.2×105 kJ.快速奔跑1 km 要消耗420 kJ 能量,此人脂肪可以维持奔跑的距离为:4.2×105 kJ÷420 kJ/km=1 000 km 9. 1 t 煤燃烧放热2.9×107 kJ 50 t 水由20 ℃升温至100 ℃,温差100 ℃-20 ℃=80 ℃,此时需吸热: 50×103 kg×80 ℃×4.184 kJ/(kg℃)=1.673 6×107 kJ 锅炉的热效率=(1.673 6×107 kJ÷2.9×107 kJ)×100% =57.7% 10. 各种塑料可回收的能量分别是: 耐纶5 m3×4.2×104 kJ/m3=21×104 kJ 聚氯乙烯50 m3×1.6×104 kJ/m3=80×104 kJ 丙烯酸类塑料 5 m3×1.8×104
化学选修化学反应原理复习 第一章 一、焓变反应热 1．反应热：一定条件下，一定物质的量的反应物之间完全反应所放出或吸收的热量 2．焓变(ΔH)的意义：在恒压条件下进行的化学反应的热效应（1）.符号：△H（2）.单位：kJ/mol 3.产生原因：化学键断裂——吸热化学键形成——放热 放出热量的化学反应。(放热>吸热) △H 为“-”或△H <0 吸收热量的化学反应。（吸热>放热）△H 为“+”或△H >0 ☆常见的放热反应：①所有的燃烧反应②酸碱中和反应 ③大多数的化合反应④金属与酸的反应 ⑤生石灰和水反应⑥浓硫酸稀释、氢氧化钠固体溶解等 ☆常见的吸热反应：①晶体Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl ②大多数的分解反应 ③以H2、CO、C为还原剂的氧化还原反应④铵盐溶解等 二、热化学方程式 书写化学方程式注意要点: ①热化学方程式必须标出能量变化。 ②热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态（g,l,s分别表示固态，液态，气态，水溶液中溶质用aq表示） ③热化学反应方程式要指明反应时的温度和压强。 ④热化学方程式中的化学计量数可以是整数，也可以是分数 ⑤各物质系数加倍，△H加倍；反应逆向进行，△H改变符号，数值不变 三、燃烧热 1．概念：25 ℃，101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。燃烧热的单位用kJ/mol表示。 ※注意以下几点： ①研究条件：101 kPa ②反应程度：完全燃烧，产物是稳定的氧化物。 ③燃烧物的物质的量：1 mol ④研究内容：放出的热量。（ΔH<0，单位kJ/mol） 四、中和热 1．概念：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1mol H2O，这时的反应热叫中和热。 2．强酸与强碱的中和反应其实质是H+和OH-反应，其热化学方程式为： H+(aq) +OH-(aq) =H2O(l) ΔH=－mol 3．弱酸或弱碱电离要吸收热量，所以它们参加中和反应时的中和热小于mol。 4．中和热的测定实验 五、盖斯定律
1.1光镊技术简介 光镊是以激光的力学效应为基础的一种物理工具，是利用强会聚的光场与微粒相互作用时形成的光学势阱来俘获粒子的【4】。1969年，A. Ashkin等首次实现了激光驱动微米粒子的实验。此后他又发现微粒会在横向被吸入光束（微粒的折射率大于周围介质的折射率）。在对这两种现象研究的基础上，Ashkin提出了利用光压操纵微粒的思想，并用两束相向照射的激光，首次实现了对水溶液中玻璃小球的捕获，建立了第一套利用光压操纵微粒的工具。1986年，A. Ashkin等人又发现，单独一束强聚焦的激光束就足以形成三维稳定的光学势阱，可以吸引微粒并把它局限在焦点附近，于是第一台光镊装置就诞生了【5，6】。也因此，光镊的正式名称为“单光束梯度力势阱” （single-beam optical gradient force trap）。 由于使用光镊来捕获操纵样品具有非接触性、无机械损伤等优点，这使得光镊在生物学领域表现出了突出的优势。这些年来，随着研究的深入和技术的不断完善，光镊在生物学的应用对象由细胞和细胞器逐步扩展到了大分子和单分子等。目前，光镊常被用来研究生物过程中的细胞和分子的运动过程【7-10】，也常被用来测量生物过程中的一些力学特征【11-14】。 1.2光镊的原理与特点 众所周知，光具有能量和动量，但是在实际应用中人们经常利用了光的能量，却很少利用光的动量。究其原因，这主要是因为在生活中我们接触到的自然光和照明光等的力学效应都很小，无法引起人们可以直接感受到或观察到的宏观效应。而科学家们利用激光所具有的高亮度和优良的方向性，使得光的力学效应在显微镜下显现了出来，在这里我们要介绍的光镊技术正是以这种光的力学效应为基础发展起来的。 1.2.1光压与单光束梯度力光阱 光与物质相互作用的过程中既有能量的传递，也有动量的传递，动量的传递常常表现为压力，简称光压。1987年，麦克斯韦根据电磁波理论论证了光压的存在，并推导出了光压力的计算公式。1901年，俄国人П.Н.列别捷夫用悬在细丝下的悬体实现了光压的实验测量【15】。此后，美国物理学家尼克尔、霍尔也
专题15 化学反应原理综合 1．[2019新课标Ⅰ]水煤气变换[CO(g)+H 2O(g)=CO 2(g)+H 2(g)]是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题： （1）Shibata 曾做过下列实验：①使纯H 2缓慢地通过处于721 ℃下的过量氧化钴CoO(s)，氧化钴部分被 还原为金属钴Co(s)，平衡后气体中H 2的物质的量分数为0.0250。 ②在同一温度下用CO 还原CoO(s)，平衡后气体中CO 的物质的量分数为0.0192。 根据上述实验结果判断，还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO_________H 2（填“大于”或“小于”）。 （2）721 ℃时，在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H 2O(g)混合，采用适当的催化剂进行反应，则平 衡时体系中H 2的物质的量分数为_________（填标号）。 A ．＜0.25 B ．0.25 C ．0.25~0.50 D ．0.50 E ．＞0.50 （3）我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所 示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用?标注。 可知水煤气变换的ΔH ________0（填“大于”“等于”或“小于”），该历程中最大能垒（活化能）E 正=_________eV ，写出该步骤的化学方程式_______________________。 （4）Shoichi 研究了467 ℃、489 ℃时水煤气变换中CO 和H 2分压随时间变化关系（如下图所示），催化 剂为氧化铁，实验初始时体系中的2H O p 和CO p 相等、2CO p 和2H p 相等。
人教版高中化学选修四《化学反应原理》课本 习题参考答案 Standardization of sany group #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#
人教版高中化学选修四——《化学反应原理》课本习题参考答案 第一单元第一节化学反应与能量的变化 1. 化学反应过程中所释放或吸收的能量,叫做反应热,在恒压条件下,它等于反应前后物质的焓变,符号是ΔH,单位是 kJ/mol.例如1 mol H2 (g)燃烧,生成 1 mol H2O(g), 其反应热ΔH= kJ/mol. 2. 化学反应的实质就是反应物分子中化学键断裂,形成新的化学键,重新组合成生成物的分子.旧键断裂需要吸收能量,新键形成需要放出能量.当反应完成时,若生成物释放的能量比反应物吸收的能量大, 则此反应为放热反应; 若生成物释放的能量比反应物吸收的能量小,反应物需要吸收能量才能转化为生成物,则此反应为吸热反应. 第二节燃烧热能源 1. 在生产和生活中,可以根据燃烧热的数据选择燃料.如甲烷,乙烷,丙烷,甲醇, 乙醇,氢气的燃烧热值均很高,它们都是良好的燃料. 2. 化石燃料蕴藏量有限,不能再生,最终将会枯竭,因此现在就应该寻求应对措施. 措施之一就是用甲醇,乙醇代替汽油,农牧业废料,高产作物(如甘蔗,高粱,甘薯,玉米等) ,速生树木(如赤杨,刺槐,桉树等) ,经过发酵或高温热分解就可以制造甲醇或乙醇. 由于上述制造甲醇,乙醇的原料是生物质,可以再生,因此用甲醇,乙醇代替汽油是应对能源危机的一种有效措施. 3. 氢气是最轻的燃料,而且单位质量的燃烧热值最高,因此它是优异的火箭燃料,再加上无污染,氢气自然也是别的运输工具的优秀燃料.在当前,用氢气作燃料尚有困难,一是氢气易燃,易爆,极易泄漏,不便于贮存, 运输; 二是制造氢气尚需电力或别的化石燃料, 成本高. 如果用太阳能和水廉价地制取氢气的技术能够突破, 则氢气能源将具有广阔的发展前景. 4. 甲烷是一种优质的燃料,它存在于天然气之中.但探明的天然气矿藏有限,这是人们所担心的.现已发现海底存在大量水合甲烷,其储量约是已探明的化石燃料的2倍.如果找到了适用的开采技术,将大大缓解能源危机.
<<多媒体原理技术及应用>>试卷填空(每空2分,共24分) 1.多媒体技术就是运用计算机综合处理的技术.多媒体系统是指利用技术和技术来处理和控制多媒体信息的系统. 2.汉字内码是 . 3.采样率决定了 . 4.音频卡采用的总线接口有:ISA, . 5.按照测试过程是否在实际应用环境中来分,测试方法有: 和 . 6.多媒体系统按照功能来分可分为开发系统, ,培训系统,家庭系统四种. 7.用计算机实现的动画有两种: 和 8.音强的单位是 . 单项选择题(每小题3分,共15分) 1.以下不是多媒体数据特点的是:( ) 数据量巨大. B.数据类型多. C.数据类型间区别小. D.多媒体数据的输入,输出复
杂. 2.关于压缩编码,下列说法正确的是( ) A.无损压缩法是一种常用的压缩编码,也就是熵压缩法. B.有损压缩法是一种常用的压缩编码,也就是熵编码. C. 常用的压缩编码方法分为:冗余压缩法,无损压缩法,有损压缩法三种. D.常用的压缩编码方法分为:无损压缩法,有损压缩法两种. 3.超文本一个( )结构. 顺序的树形. B.非线性的网状. C.线性的层次. D.随机的链式. 4.在软件测试过程中,有详细设计提供的文档,从软件的具体的逻辑结构和执行路径出发,设计测试用例,完成测试的目的,这种方法称为( ). A.黑盒法. B.白盒法. C.动态测试法. D.静态分析法. 5.适合制作三维动画的工具软件是( ). A. Authorware B. PhotoShop C. AUtoCAD D. 3DSMAX
三,判断题(每小题3分,共15分) 1.MIDI是乐器数字接口的英文缩写,是数字音乐的国际标准( ). 2.在音频数字处理技术中,要考虑采样,量化的编码问题.( ) 3.windows中最常用的图像文件格式是:DIB,BMP,JPG,;AVI,FLC.( ) 4.软件性能评价是指在规定的时间和条件下,软件完成规定的功能的能力.( ) 5.CDROM的存储容量大,一张8cm的盘片容量可达600MB,一张12cm的盘片可达650MB.( ) 四,简答叙述题(每小题3分,共46分) 1.怎样实现数据压缩数据压缩技术的三个重要指标是什么 (12分) 2.解释多媒体和多媒体计算机技术的概念.(12分) 3.局域网有哪几个部分组成局域网有哪些功能 (10分)
化学反应原理的综合应用 1.氮及其化合物的转化过程如图所示。下列分析合理的是 A. 催化剂a表面发生了极性共价键的断裂和形成 B. N2与H2反应生成NH3的原子利用率为100% C. 在催化剂b表面形成氮氧键时，不涉及电子转移 D. 催化剂a、b能提高反应的平衡转化率 【答案】B 【详解】A.催化剂A表面是氮气与氢气生成氨气的过程，发生的是同种元素之间非极性共价键的断裂，A项错误； B. N2与H2在催化剂a作用下反应生成NH3属于化合反应，无副产物生成，其原子利用率为100%，B项正确； C. 在催化剂b表面形成氮氧键时，氨气转化为NO，N元素化合价由-3价升高到+2价，失去电子，C项错误； D. 催化剂a、b只改变化学反应速率，不能提高反应的平衡转化率，D项错误。 2.乙烯气相直接水合反应制备乙醇：C 2H4(g)+H2O(g) C2H5OH(g)。乙烯的平衡转化率随温度、压强的变化关系如下（起始时，n(H2O)＝n(C2H4)＝1 mol，容器体积为1 L）。 下列分析不正确 ．．．的是 A. 乙烯气相直接水合反应的?H＜0 B. 图中压强的大小关系为：p1＞p2＞p3 C. 图中a点对应的平衡常数K ＝ 5 16 D. 达到平衡状态a、b所需要的时间：a＞b 【答案】B 【分析】依据图像分析，在同一个压强下，随着温度的升高，乙烯平衡转化率降低，不利于平衡向正反应方向进行，可知该反应正方向为放热反应；根据C 2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g)可知，该反应是气体分子数减
小的体系，再结合平衡常数表达式及压强与温度对速率与平衡的影响作答。 【详解】A. 根据上述分析可知，乙烯气相直接水合反应为放热反应，即?H＜0，A项正确； B. 由方程式C2H4(g)＋H2O(g)＝C2H5OH(g)可知该反应的正反应是气体分子数减小的反应，所以增大压强，平衡正向移动，乙烯的转化率提高，因此压强关系是：p1< p2< p3< p4，B项错误； C. 根据图示可知，起始时，n(H2O)＝n(C2H4)＝1 mol，容器体积为1 L，a点乙烯的平衡转化率为20%，则转化的乙烯的物质的量浓度为0.2mol/L，则: C2H4(g)+H2O(g)═C2H5OH(g) 开始(mol/L) 1 1 0 转化(mol/L) 0.2 0.2 0.2 平衡(mol/L) 0.8 0.8 0.2 所以K= 0.2/L 0.8/L0.8/L mol mol mol = 5 16 ，C项正确； D. 增大压强，化学反应速率会加快，则反应达到平衡的时间会缩短，由上述分析可知，p2 < p3，因此达到平衡状态a、b所需要的时间：a＞b，D项正确。 3.二氧化硫是危害最为严重的大气污染物之一,它主要来自化石燃料的燃烧,研究CO催化还原SO2的适宜条件,在燃煤电厂的烟气脱硫中具有重要价值。 Ⅰ.从热力学角度研究反应 （1）C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1 CO2(g)+C(s)2CO(g) ΔH2=+172.5 kJ·mol-1 S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH3=-296.0 kJ·mol-1 写出CO 还原SO2的热化学方程式:_________________。 （2）关于CO还原SO2的反应,下列说法正确的是______。 A.在恒温恒容条件下,若反应体系压强不变,则反应已达到平衡状态 B.平衡状态时,2v正(CO)=v逆(SO2) C.其他条件不变,增大SO2的浓度,CO的平衡转化率增大 D.在恒温恒压的容器中,向达到平衡状态的体系中充入N2,SO2的平衡转化率不变 Ⅱ．NO x的排放主要来自于汽车尾气，包含NO2和NO，有人提出用活性炭对NO x进行吸附，发生反应如下：反应a：C(s)+2NO(g)N 2(g)+CO2(g) ΔH=－34.0kJ/mol 反应b：2C(s)+2NO 2(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=－64.2kJ/mol （3）对于反应a，在T1℃时，借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如下：
光化学反应原理 光化学反应在环境中主要是受阳光的照射，污染物吸收光子而使该物质分子处于某个电子激发态，而引起与其它物质发生的化学反应。如光化学烟雾形成的起始反应是二氧化氮（NO2）在阳光照射下，吸收紫外线（波长2900~4300A）而分解为一氧化氮（NO）和原子态氧（O，三重态）的光化学反应，由此开始了链反应，导致了臭氧及与其它有机烃化合物的一系列反应而最终生成了光化学烟雾的有毒产物，如光氧乙酰硝酸酯（PAN）等。 光化学反应的发生必须具备的条件 当光照射在物体上时,会发生三种情况:反射、透过和吸收。在光化学中,只有被分子吸收的光才能引起光化学反应。因此,光化学反应的发生必须具备两个条件:一是光源,只有光源发出能为反应物分子所吸收的光,光化学反应才有可能进行。二是反应物分子必须对光敏感(与其分子的结构有关) 。即反应物分子能直接吸收光源发出的某种波长的光,被激发到较高的能级(激发态) ,从而进行光化学反应。例如:卤化银能吸收可见光谱里的短波辐射(绿光、紫光、紫外光) 而发生分解: 2AgBr=2Ag +Br2 这个反应是照像技术的基础。但卤化银却不受长波辐射(红光) 的影响。所以,暗室里可用红灯照明。由此也可看出,光化学反应的一个重要特点是它的选择性,反应物分子只有吸收了特定波长的光才能发生反应。需要注意的是,有些物质本身并不能直接吸收某种波长的光而进行光化学反应,即对光不敏感。但可以引入能吸收这种波长光的另外一种物质,使它变为激发态,然后再把光能传递给反应物,使反应物活化从而发生反应。这样的反应称为感光反应。能起这样作用的物质叫感光剂。例如:CO2 和H2O 都不能吸收日光,但植物中的叶绿素却能吸收这样波长的光,并使CO2 和H2O 合成碳水化合物: CO2 + H2O=16 n(C6H12O6) n + O2 叶绿素就是植物光合作用的感光剂。 光化学反应 物质在可见光或紫外线照射下吸收光能时发生的光化学反应。它可引起化合、分解、电离、氧化、还原等过程。主要有光合作用和光解作用两类。 光化学反应（二） 光化学反应可引起化合、分解、电离、氧化还原等过程。主要可分为两类：一类是光合作用，如绿色植物使二氧化碳和水在日光照射下，借植物叶绿素的帮助，吸收光能，合成碳水化合物。另一类是光分解作用，如高层大气中分子氧吸收紫外线分解为原子氧；染料在空气中的褪色，胶片的感光作用等。 光化学反应（一） 只有在光的作用下才能进行的化学反应,即反应物分子吸收光能以后引起的化学变化,称为 光化学反应,亦称光反应(photoreaction)。例如,二苯甲酮和异丙醇都很稳定,它们接触时不发生反应,但在光作用下,两者可以进行化学反应。
《光镊原理及应用》课程教学大纲 一、课程基本信息 课程中文名称：光镊原理及应用 课程英文名称：Optical tweezers theory and application 开课学期：2 学时：16 学分：1 二、课程目的和任务 激光生物学是多学科交叉的新兴学科，其中以激光微束光阱效应为基础的光镊技术是生命科学和生物工程研究的有力工具，已成为当前生物物理学中新方法和新仪器的研究热点之一。是光子技术和生命科学相互交叉与渗透而形成的一门新的边缘学科，课程教学目标：让光镊在生命学科及其他应用领域中的作用与地位，逐步树立科学的世界观，促进综合素质的提高；帮助学生获得光镊的基本知识，掌握光镊相关技术。通过课程小论文与研讨，让学生了解本学科的发展前沿，培养学生的创造型思维；开放式的教学，提高学生的综合分析和解决问题的能力。 三、教学内容与基本要求 教学主要内容及对学生的要求： 教学主要内容 第一章 光镊技术的产生与发展 光镊技术的理论研究、光镊技术的应用研究 国内外光镊技术的研究现状 第二章 光镊技术及其基本原理 光镊技术的描述、光镊的基本原理、光辐射压力、 梯度力和散射力、二维光学势阱、基于激光微束的三维光学势阱 第三章 光镊的理论分析与计算方法 光镊理论计算的意义、粒子分类与计算方法、光阱力与光操纵束缚条件第四章 光镊的系统构成与技术性能
传统光镊的原理、系统构成、激光器和显微镜的选取、多光镊技术 第五章 光纤光镊技术 远场光纤光镊、近场光镊 第5章 光镊技术的发展应用 光镊技术在生物学方面应用、光镊在分子生物学领域的应用、光镊与其它技术的结合应用 对学生的要求： 1、 对光镊原理方法有明确认识。 2、 对光镊系统的性能、参数能深入了解，并能自由运用。 3、 能够了解光阱力的计算方法。 4、 有查阅外文资料的能力。 五、教学设计及方法 教学方式 1) 教学与科研结合，激发学生的求知欲 2)专家讲授与教师专题讲座相结合，拓展学生知识面 3)理论与实践结合，加强学生实验技能的训练 4)中、英双语教学相结合，提高学生国际交流能力 5)撰写专题调研报告，培养学生的自主创新能力 教学手段 将多种现代的教学手段运用于课程教学之中，多方位多途径地展教学活动，以激发学生学习兴趣，提高教学效果。 1)将多媒体教学与板书相结合，以解决学时少内容多的矛盾 2)课件与电视录像片相结合，以提高学生的自学能力 3)丰富的网络资源为学生学习提供良好的软环境 六、调查、参观、实践、实验内容 七、主要参考资料 [1]《光镊原理、技术和应用》李银妹编译中国科学技术大学出版社1996 [2]《时域有限差分法FDTD Method 》 高本庆 国防工业出版社.1995年 [3][《非均匀介质中的场与波》美]Weng Cho Chew 著聂在平，柳清伙译电子工业出版社,1992年 [4] Ashkin A. Optical trapping and manipulation of single cells using infrared laser beams. Nature, 1987, 33: 256-
高考化学化学反应原理的综合复习及详细答案 一、化学反应原理 1．某同学设计如下三个实验方案以探究某反应是放热反应还是吸热反应： 方案一：如图1，在小烧杯里放一些除去氧化铝保护膜的铝片，然后向烧杯里加入10 mL 2 mol·L－1稀硫酸，再插入一支温度计，温度计的温度由20 ℃逐渐升至75 ℃，随后，温度逐渐下降至30 ℃，最终停留在20 ℃。 方案二：如图2，在烧杯底部用熔融的蜡烛粘一块小木片，在烧杯里加入10 mL 2 mol·L－1硫酸溶液，再向其中加 入氢氧化钠溶液，片刻后提起烧杯，发现小木片脱落下来。 方案三：如图3，甲试管中发生某化学反应，实验前U形管红墨水液面相平，在化学反应过程中，通过U形管两侧红 墨水液面高低判断某反应是吸热反应还是放热反应。 序号甲试管里发生反应的物质U形管里红墨水液面 ①氧化钙与水左低右高 ②氢氧化钡晶体与氯化铵晶体(充 分搅拌) ？ ③铝片与烧碱溶液左低右高 ④铜与浓硝酸左低右高 根据上述实验回答相关问题： （1）铝片与稀硫酸的反应是________(填“吸热”或“放热”)反应，写出该反应的离子方程式：___________。 （2）方案一中，温度升至最大值后又下降的原因是___________。 （3）方案二中，小木片脱落的原因是________，由此得出的结论是__________________。（4）方案三中，如果甲试管里发生的反应是放热反应，则U形管里红墨水液面：左边
________(填“高于”“低于”或“等于”)右边。 （5）由方案三的现象得出结论：①③④组物质发生的反应都是________(填“吸热”或“放热”)反应，如果放置较长时间，可观察到U 形管里的现象是______________。 （6）方案三实验②的U 形管中的现象为________，说明反应物的总能量________(填“大于”“小于”或“等于”)生成物的总能量 【答案】放热 2Al ＋6H ＋===2Al 3＋＋3H 2↑ 反应完全后，热量向空气中传递，烧杯里物质的温度降低 蜡烛熔化 氢氧化钠与硫酸的反应放热 低于 放热 红墨水液面左右相平 红墨水液面左高右低 小于 【解析】 【分析】 【详解】 （1）金属与酸的反应是放热反应，因此铝片与稀硫酸的反应是放热反应，该反应的离子方程式为2Al ＋6H ＋===2Al 3＋＋3H 2↑，故答案为放热；2Al ＋6H ＋===2Al 3＋＋3H 2↑； （2）方案一中，温度升至最大值后又下降的原因可能是反应完全后，热量向空气中传递，烧杯里物质的温度降低，故答案为反应完全后，热量向空气中传递，烧杯里物质的温度降低； （3）方案二中，反应放出的热量，使得蜡烛熔化，小木片脱落，故答案为蜡烛熔化；氢氧化钠与硫酸的反应放热； （4）方案三中，如果甲试管里发生的反应是放热反应，装置中气体的压强增大，U 形管里红墨水液面：左边低于右边，故答案为低于； （5）由方案三的现象得出结论：①③④组物质发生的反应都是放热反应，如果放置较长时间，热量散失，装置中气体的压强与外界压强相等， U 形管中红墨水液面左右相平，故答案为放热；红墨水液面左右相平； （6）方案三实验②属于吸热反应，U 形管中红墨水液面左高右低，故答案为红墨水液面左高右低；小于。 2．为了证明化学反应有一定的限度，进行了如下探究活动： 步骤1：取8mL0.11mol L -?的KI 溶液于试管,滴加0.11mol L -?的FeCl 3溶液5～6滴,振荡； 请写出步骤1中发生的离子反应方程式：_________________ 步骤2:在上述试管中加入2mLCCl 4，充分振荡、静置； 步骤3：取上述步骤2静置分层后的上层水溶液少量于试管，滴加0.11mol L -?的KSCN 溶液5～6滴，振荡，未见溶液呈血红色。 探究的目的是通过检验Fe 3+，来验证是否有Fe 3+残留，从而证明化学反应有一定的限度。针对实验现象，同学们提出了下列两种猜想： 猜想一：KI 溶液过量，Fe 3+完全转化为Fe 2+，溶液无Fe 3+ 猜想二：Fe 3+大部分转化为Fe 2+，使生成Fe （SCN ）3浓度极小，肉眼无法观察其颜色为了验证猜想，在查阅资料后，获得下列信息： 信息一：乙醚比水轻且微溶于水，Fe （SCN ）3在乙醚中的溶解度比在水中大。 信息二：Fe 3+可与46[()]Fe CN - 反应生成蓝色沉淀，用K 4[Fe （CN ）6]溶液检验Fe 3+的灵敏
化学反应原理综合运用 1．【2017新课标1卷】（14分） 近期发现，H 2S 是继NO 、CO 之后的第三个生命体系气体信号分子，它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。回答下列问题： （2）下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。 通过计算，可知系统（Ⅰ）和系统（Ⅱ）制氢的热化学方程式分别为________________、______________，制得等量H 2所需能量较少的是_____________。 （3）H 2S 与CO 2在高温下发生反应：H 2S(g)+CO 2(g) COS(g) +H 2O(g)。在610 K 时，将0.10 mol CO 2与0.40 mol H 2S 充入2.5 L 的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。 ①H 2S 的平衡转化率1α=_______%，反应平衡常数K =________。 ②在620 K 重复试验，平衡后水的物质的量分数为0.03，H 2S 的转化率 2α_____1α，该反应的?H _____0。（填“>”“<”或“=”） ③向反应器中再分别充入下列气体，能使H 2S 转化率增大的是________（填标号） A ．H 2S B ．CO 2 C ．COS D ．N 2 2．【2017新课标2卷】（14分） 丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题： （1）正丁烷（C 4H 10）脱氢制1-丁烯（C 4H 8）的热化学方程式如下： ①C 4H 10(g)= C 4H 8(g)+H 2(g) ΔH 1
已知：②C 4H 10(g)+12 O 2(g)= C 4H 8(g)+H 2O(g) ΔH 2=?119 kJ·mol ?1 ③H 2(g)+ 12 O 2(g)= H 2O(g) ΔH 3=?242 kJ·mol ?1 反应①的ΔH 1为________kJ·mol ?1。图（a ）是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图，x _________0.1（填“大于”或“小于”）；欲使丁烯的平衡产率提高，应采取的措施是__________（填标号）。 A ．升高温度 B ．降低温度 C ．增大压强 D ．降低压 强 （2）丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器（氢气的作用是活化催化剂），出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图（b ）为丁烯产率与进料气中n （氢气）/n （丁烷）的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势，其降低的原因是___________。 （3）图（c ）为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590℃之前随温度升高而增大的原因可能是___________、____________；590℃之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是_____________。 3．【2017新课标3卷】（14分） 砷（As ）是第四周期ⅤA 族元素，可以形成As 2S 3、As 2O 5、H 3AsO 3、H 3AsO 4等化合物，有着广泛的用途。回答下列问题： （1）画出砷的原子结构示意图____________。 （2）工业上常将含砷废渣（主要成分为As 2S 3）制成浆状，通入O 2氧化，生成H 3AsO 4和单质硫。写出发生反应的化学方程式________。该反应需要在加压下进行，原因是________________________。
第一章化学反应与能量 第一单元化学反应中的热效应 一、焓变反应热 1．反应热：一定条件下，一定物质的量的反应物之间完全反应所放出或吸收的热量 2．焓变(ΔH)的意义：在恒压条件下进行的化学反应的热效应 （1）.符号：△H （2）.单位：kJ/mol 3.产生原因：化学键断裂——吸热化学键形成——放热 放出热量的化学反应。 (放热>吸热) △H 为“-”或△H <0 吸收热量的化学反应。（吸热>放热）△H 为“+”或△H >0 ☆常见的放热反应：①所有的燃烧反应②酸碱中和反应 ③大多数的化合反应④金属与酸的反应 ⑤生石灰和水反应⑥浓硫酸稀释、氢氧化钠固体溶解等 ☆常见的吸热反应：①晶体Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl ②大多数的分解反应 ③以H2、CO、C为还原剂的氧化还原反应④铵盐溶解等 二、热化学方程式 书写化学方程式注意要点:①热化学方程式必须标出能量变化。 ②热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态 （g,l,s分别表示固态，液态，气态，水溶液中溶质用aq表示） ③热化学反应方程式要指明反应时的温度和压强。 ④热化学方程式中的化学计量数可以是整数，也可以是分数 ⑤各物质系数加倍，△H加倍；反应逆向进行，△H改变符号，数值不变 三、燃烧热 1．概念：25 ℃，101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。燃烧热的单位用kJ/mol 表示。 ※注意以下几点： ①研究条件：101 kPa；②反应程度：完全燃烧，产物是稳定的氧化物。 ③燃烧物的物质的量：1 mol；④研究内容：放出的热量。（ΔH<0，单位kJ/mol） 四、中和热 1．概念：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1mol H2O，这时的反应热叫中和热。 2．强酸与强碱的中和反应其实质是H+和OH-反应，其热化学方程式为： H+(aq) +OH-(aq) =H2O(l) ΔH=－57.3kJ/mol 3．弱酸或弱碱电离要吸收热量，所以它们参加中和反应时的中和热小于57.3 kJ/mol。 4．中和热的测定实验 五、盖斯定律 1．内容：化学反应的反应热只与反应的始态（各反应物）和终态（各生成物）有关，而与具体反应进行的途径无关，如果一个反应可以分几步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成的反应热是相同的。 第二单元化学能与电能的转化 原电池： 1、概念：化学能转化为电能的装置叫做原电池_______ 2、组成条件：①两个活泼性不同的电极②电解质溶液③电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路 3、电子流向：外电路：负极——导线——正极 内电路：盐桥中阴离子移向负极的电解质溶液，盐桥中阳离子移向正极的电解质溶液。 4、电极反应：以锌铜原电池为例： 负极：氧化反应：Zn－2e＝Zn2＋（较活泼金属） 正极：还原反应：2H＋＋2e＝H2↑（较不活泼金属） 总反应式：Zn+2H+=Zn2++H2↑
简述光合作用光反应的机理 光合作用的光反应是在植物叶绿体中，通过光反应中心的光化学反应、电子传递及光合磷酸化，将光能转化为储藏在ATP和NADPH中活跃的化学能，并释放氧气的过程。我想将光反应机理分成光能的捕获与传递、光化学反应与电子传递、光合磷酸化三部分简述。 一、光能的捕获 植物叶绿体的类囊体膜上分布有大量光合色素，高等植物的类胡萝卜素，叶绿素b，大部分的叶绿素a只有捕获光能的作用，没有进行光反应的能力，称为天线色素。它们与蛋白质结合形成复合体，由于这些分子的电子排布不同，使它们可以吸收不同波长的光能。吸收的光能波长越短，获得的能量越大。天线色素吸收了光能，可以通过共振转移的方式，传递给与它相近的色素分子，但是由于传递过程中有能量损失，所以它们的传递时有方向性的，即只能传递给吸收光谱比它长的色素分子。这样所以类囊体膜上光能的传递顺序为胡萝卜素—叶黄素—叶绿素b—叶绿素a，并最终传递给光反应中心的P680和P700。 二、光化学反应与电子传递 光能传递到光合反应中心后，就会激活光反应中心的叶绿素a发生光化学反应。放氧光合生物具有两个光合中心，PS I和PS II。它们都是色素蛋白复合物。 光能经过天线色素传递给PS II复合体的P680，P680失去电子形成生物体内最强的氧化剂，失去电子的P680+从复合体D1蛋白上的酪氨酸残基上夺取电子，而后者又从放氧复合物OEC上夺取电子。失去电子的OEC夺取水的电子，产生氧气和质子。P680失去的电子被去镁叶绿素Pheo获得，Pheo通过QA将电子传递给QB,QB获得两个电子，又从周围介质获得两个质子后形成PQH2，与膜脂中的PQ 进行交换，脱离PS II。 PQH2可以在类囊体膜中自由移动，将电子传递给Cytb6f复合体，并将质子释放到类囊体膜内。由于Cytb6f复合体内Q循环的作用，使一分子PQH2在转移2个电子的同时，可以从膜外向膜内转移4个质子。Cytb6f复合体将获得的电子传递给质蓝素PC。PC可在类囊体膜内侧移动，将电子传递给PS I。 PS I复合物的P700接受天线色素传递来的光能后，形成很强的还原剂。它将电子传递给复合物中另一个叶绿素a分子（称为A0），失去电子的P700从PC 处重新获得电子。A0得到电子后极不稳定，将电子传递给A1（两个叶醌），A1将电子通过Fx、FA/FB三个含4Fe4S中心的蛋白，传递给铁氧还蛋白Fd，并最终由还原态Fd在铁氧还蛋白-NADP+还原酶的作用下，还原NADP+为NADPH。从而完成电子传递过程。 三、光合磷酸化 通过光化学反应和电子传递，已经将光能储存在NADPH中，并放出了氧气。而光反应的另一产物ATP则需要通过光合磷酸化来产生。 通过水的光解，PQH2的传递以及Q循环作用，已经在类囊体膜的两侧形成了质子浓度梯度，从而产生了质子动力。在类囊体膜上分布有ATP合成酶，它有F0和F1两部分组成。根据ATP在质子动力的推动下，F1中的γ亚基发生转动，β 亚基发生构象改变，促使ATP形成。
光镊技术在原子物理和生命科学中的应用与发展 信息工程系 王 坚 [摘要] 激光陷阱和控制、操作中性微小粒子的光镊技术是以光的辐射压原理为基础的，利用光与物质间动量的传递的力学效应形成三维梯度光学陷阱。光压的实际应用在20世纪激光诞生后才得以实现。由于激光突出的高方向性、高相干性、高亮度产生的辐射压高于一般的光，所以使得基于光压原理的光镊能够被发现并运用。光镊能够捕获和操纵微米尺度粒子成为捕获操纵粒子独特且有效的手段，并且这种方法在物理和生物科学等领域掀起了一场技术革命。本文简要回顾了早期光镊技术在原子物理和生命科学中的应用与发展，以及当代光镊技术研究的最新成就。 [关键词] 激光陷阱，光镊，激光 1． 引言 光镊是基于光的力学效应的一种新的物理工具，它如同一把无形的机械镊子，可实现对活细胞及细胞器的无损伤的捕获与操作。光镊的发明正适应了生命科学深入到细胞、亚细胞层次的研究趋势，也为生物工程技术提供了一种新的手段。仅仅20年光镊的应用已展示其在物理和生命科学领域中无限美好的应用前景。 2. 光镊技术原理 2.1光压原理 光镊技术是基于光压原理的，光压原理在牛顿和开普勒时期就已经提出来了但是一直都没有什么应用。光的压力原理早期只有在天文学中有些应用，德国的天文学家开普勒，在17世纪初提出彗尾之所以背向太阳的原因是，其受到了太阳辐射光压的作用力。因为只有在天文学研究中当光的强度和距离都非常大的时候，光压对物质的影响才会明显的表现出来。1873年Maxwell 从光的波动理论角度根据电磁理论推导出了光压的存在（电磁辐射压）并且给出了垂直入射到部分反射吸收体表面的光束的光压为： ()R c E p +=1 其中,E 为每秒钟垂直入射到12m 上的能量，c 为光速，R 为物体对光的反射系数。
《多媒休技术原理及应用》学科复习 ◎第一章绪论 ?本章内容：木章主要讲述多媒体技术的概念、多媒体技术的发展历程、多媒体技术的研究内容、多媒体技术的应用及发展前景 ?本章主要考点：概念、简答 1、什么是多媒体技术？简述其主要特点。 所谓多媒休技术(Multimedia Computing)就是计算机交互式综合处理多种媒体信息文本、图形、图象和声音，使多种信息建立逻辑连接，集成为一个系统并具有交互性。多媒体技术的三个特点：集成性、实时性、交互性。集成性:媒体信息集成，表现媒体设备的集成。实时性：声音、视频、动画等媒体是强实吋的；提供时基媒体实吋处理的能力。交互性：与家用声像电器区别的关键特征，用户不能通过介入媒体内容。 2、如何理解多媒体技术是人机交互方法的一次革命？ 多媒体技术是人机交互方法的一次革命，之所以这样说关键在于它的交互性。交互性是多媒体技术独一无二的最具特色和优势的根木特性，它可以通过采用图形交互界面、窗口交互操作实现人和计算机之间信息的输入与输出。多媒体技术的应用越来越广泛，所以规定相关的标准是很重要的，这样使它的应用和发展更加标准化和全球化，更有利它的发展进程。 3、多媒体技术的应用及前景。 典型应用领域：教冇和培训、咨询和演示、娱乐和游戏、管理信息系统(MIS)、视频会议系统计算机支持协同工作、视频服务系统 4、多媒体技术未来发展的方向是：(D) (1)高分辨率，提高显示质量；(2)高速度化，缩短处理时间； (3)简单化，便于操作；(4)智能化，捉高信息识别能力。 (A) (1) (2) (3) (B) (1) (2) (4) (C) (1) (3) (4) (D)全部 ★第二章多媒体数据压缩技术(重点) ?本章内容：本章主要讲述数字音频编码、数字图像编码、数字视频编码、常用的数据压缩技术、多媒体数据转换 ?:.本章主要考点：概念、简答、数字音频存储量、电视信号的数据量、哈夫曼编码、算术编码 1、声音是由振动的声波所组成，在任一时刻t,声波可分解为一系列正弦波线性叠加：f(t)= 27血血曲”+ 如,其中，3称为基频或基音，它决定声音的高低；n 3称为3的n次谐波分量或称为泛音，与声音的音色冇关;如是振幅，表示声音的强弱；久是n次谐波的初相位。 ★2、量化后数字音频存储量计算公式： 数字音频存储量(字节)二釆样率(H刁)X量化位数(位)X声道数X音频长度(秒)/8 ?例：激光数字唱盘CD-DA的标准采样频率为44.1Hz,量化位数为16位，立体声，这即CD 音质。考虑一下CD-DA播放一分钟音乐所需要的存储量是多少？ 解：存储量=44.1xl6xlx60/8B = 5292B = 5.17KB ★3、量化后电视信号的数据量计算公式： 电视信号的数据量(位)二电视信号带宽(HQX2倍采样频率X数字化深度X时间 ?例：在彩色电视信号表示吋，设代表光强、色彩和色饱和度的YIQ彩色空间中各分量的带宽分别为 4.2MHZ、1.5MHZ、0.5MHZ。再设各分量均被数字化为8b。则一秒钟电视信号的数据量是多少？