数字通信基础与应用(第二版)课后答案7章答案要点
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第1章计算机网络概论1、什么是计算机网络?计算机网络的最主要的功能是什么?答:利用通信线路将地理上分散的、具有独立功能的计算机系统和通信设备按不同的形式连接起来,以功能完善的网络软件实现资源共享和信息传递的系统就是计算机网络。
计算机网络的主要功能:资源共享、数据通信、分布式处理、负载均衡、提高系统的可靠性和可用性等等。
2、计算机网络的发展可划分为几个阶段?每个阶段有什么特点?答:计算机网络的发展可划分为三个阶段。
第一个阶段是从单个网络APPANET向互联网发展的过程。
最初只是一个单个的分组交换网,并不是一个互联网络。
后来,ARPA才开始研究多种网络互联的技术。
第二个阶段是建成了三级结构的因特网。
分为:主干网、地区网和校园网(或企业网)。
这种三级网络覆盖了全美国主要的大学和研究所,并且成为因特网中的主要部分。
第三个阶段是逐渐形成了多层次ISP结构的因特网。
3、说明网络协议的分层处理方法的优缺点。
答:优点:可使各层之间互相独立,某一层可以使用其下一层提供的服务而不需知道服务是如何实现的;灵活性好,当某一层发生变化时,只要其接口关系不变,则这层以上或以下的各层均不受影响;结构上可以分割开,各层可以采用最合适的技术来实现;易于实现和维护;能促进标准化工作。
缺点:层次划分得过于严密,以致不能越层调用下层所提供的服务,降低了协议效率。
4、将TCP/IP和OSI的体系结构进行比较,讨论其异同之处。
答:TCP/IP和OSI的相同点是二者均采用层次结构,而且都是按功能分层,不同点有:OSI分七层,而TCP/IP分为四层;OSI层次间存在严格的调用关系,两个层实体的通信必须通过下一层实体,不能越级,而TCP/IP可以越过紧邻的下一层直接使用更低层次所提供的服务,因而减少了一些不必要的开销,提高了协议效率;OSI只考虑用一种标准的公用数据网。
5、计算机网络的硬件组成包括哪几部分?答:计算机网络的硬件组成包括服务器、主机或端系统设备、通信链路等6、计算机网络可从哪几个方面进行分类?答:计算机网络可以从网络的交换功能、网络的拓扑结构、网络的覆盖范围、网络的使用范围等方面进行分类。
计算机网络课后题答案第七章第七章网络安全7-01 计算机网络都面临哪几种威胁?主动攻击和被动攻击的区别是什么?对于计算机网络的安全措施都有哪些?答:计算机网络面临以下的四种威胁:截获(interception),中断(interruption),篡改(modification),伪造(fabrication)。
网络安全的威胁可以分为两大类:即被动攻击和主动攻击。
主动攻击是指攻击者对某个连接中通过的PDU 进行各种处理。
如有选择地更改、删除、延迟这些PDU。
甚至还可将合成的或伪造的PDU 送入到一个连接中去。
主动攻击又可进一步划分为三种,即更改报文流;拒绝报文服务;伪造连接初始化。
被动攻击是指观察和分析某一个协议数据单元PDU 而不干扰信息流。
即使这些数据对攻击者来说是不易理解的,它也可通过观察PDU 的协议控制信息部分,了解正在通信的协议实体的地址和身份,研究PDU 的长度和传输的频度,以便了解所交换的数据的性质。
这种被动攻击又称为通信量分析。
还有一种特殊的主动攻击就是恶意程序的攻击。
恶意程序种类繁多,对网络安全威胁较大的主要有以下几种:计算机病毒;计算机蠕虫;特洛伊木马;逻辑炸弹。
对付被动攻击可采用各种数据加密动技术,而对付主动攻击,则需加密技术与适当的鉴别技术结合。
7-02 试解释以下名词:(1)重放攻击;(2)拒绝服务;(3)访问控制;(4)流量分析;(5)恶意程序。
(1)重放攻击:所谓重放攻击(replay attack)就是攻击者发送一个目的主机已接收过的包,来达到欺骗系统的目的,主要用于身份认证过程。
(2)拒绝服务:DoS(Denial of Service)指攻击者向因特网上的服务器不停地发送大量分组,使因特网或服务器无法提供正常服务。
(3)访问控制:(access control)也叫做存取控制或接入控制。
必须对接入网络的权限加以控制,并规定每个用户的接入权限。
(4)流量分析:通过观察PDU 的协议控制信息部分,了解正在通信的协议实体的地址和身份,研究PDU 的长度和传输的频度,以便了解所交换的数据的某种性质。
《数据与计算机通信》课后习题及参考答案第2章的参考答案2.1答案:设发送消息的蓝军为A,另外一个蓝军为B。
再设步兵由一头到量外一头所用的时间为t,可以定义两军的通信协议如下:(1)A发送消息后2t时间内还灭有收到B的确认,则重发,直到收到确认。
(2)B收到消息后,立即发送去确认知道不再收到A的消息。
(3)若在中午之前t时刻,A还没有收到B的确认信息,或者B在中午前的2t时间内还继续收到A发来的消息,则第二天进攻。
2.3答案:(1)预定(A)客人(Guest)向主人(Hosts)发出要Pizza的Request。
(B)主人接受请求,提起电话拨Pizza饼店,在电话中提出预定的种类和数量。
(C)Pizza店的外卖服务生(Order Clerk)填好订单,然后传送给Pizza Cook。
完成;(2)送货(A)Pizza Cook将做好的Pizza饼给服务生;(B)服务生在订单上签字后送给送货车司机,司机开车取送货,沿道路送往订货人的地点;(C)送货车司机到达后,拿出定单和主人交接;(D)主人将送来的Pizza饼再送给客人(Guest)2.4 答案A.(1)中国总理与英文翻译之间:(a)中国总理对自己的英文翻译说中文;(b)中国翻译将中文翻译成英文后给法国总理的英文翻译;(2)法国总理与英文翻译之间(a)法国总理的英文翻译接收中国总理的英文翻译给自己的英文翻译;(b)将英文翻译成法文,然后给法国总理,反之亦然。
B.这三者之间要实现一种类似于电信系统中三方通信之类的过程:(1)中国总理拿起电话,说中文给中文/德文翻译(2)德文翻译把中文翻译成德文,然后通过电话线传送给法国总理的德文/法文翻译(3)德文/法文翻译将接收到的德文翻译成法文(4)德文/法文翻译将翻译过来的法文给法国总理听2.7 答案a.在分段情况下,都需要包含N层数据首部的拷贝b.在组合的情况下,可以用一个N层的数据首部组合成单一的N-1层PDU。
计算机网络基础(第二版)习题参考答案计算机网络基础(第二版)习题参考答案1. 数据通信基础计算机网络是一种将分布在不同地理位置的计算机系统连接在一起,实现信息交换和资源共享的系统。
数据通信是计算机网络的基础,它指的是在计算机网络中传输和交换数据的过程。
1.1 数据通信的基本概念数据通信是指通过某种媒介传输数据,将计算机系统中的信息从一个地方发送到另一个地方。
数据通信的基本概念包括发送方、接收方、传输介质、传输模式等。
1.2 数据通信的基本组成数据通信的基本组成包括发送器、信道、接收器等。
发送器将信息转换为适合传输的形式,并通过信道将信息传输到接收器进行处理。
1.3 数据通信的基本模型数据通信的基本模型是指数据在传输过程中的几个基本要素,包括发送方、接收方、传输介质和传输协议。
发送方将信息分段转换为数据包,通过传输介质传输给接收方,接收方按照相应的传输协议进行解析和处理。
2. 计算机网络的概述计算机网络是指将多台计算机系统通过通信线路或其他传输介质连接起来,实现信息交换和资源共享的系统。
2.1 计算机网络的分类根据规模和范围的不同,计算机网络可以分为局域网(LAN)、城域网(MAN)和广域网(WAN)等不同类型。
2.2 计算机网络的体系结构计算机网络的体系结构包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层等不同层次。
每一层负责不同的功能,通过协议进行通信和交互。
3. TCP/IP协议世界TCP/IP是互联网的核心协议,由传输控制协议(TCP)和互联网协议(IP)组成。
3.1 TCP/IP协议的基本原理TCP/IP协议是一种面向连接的协议,通过将数据分割成数据段并进行封装,使用IP地址将数据段传输到目的地,再通过TCP协议实现数据的可靠传输。
3.2 TCP/IP协议的层次结构TCP/IP协议的层次结构包括网络接口层、网络层、传输层和应用层等不同层次。
每一层负责不同的功能,通过协议进行通信和交互。
3.3 TCP/IP协议的应用TCP/IP协议广泛应用于互联网和局域网等不同的网络环境中。
8.1确定下面的多项式是否为本原多项式。
提示:最简单的方法就是用LFSR,类似于图8.8的例子。
a)1+X2+X3b)1+X+X2+X3c)1+X2+X4d)1+X3+X4e)1+X+X2+X3+X4f)1+X+X5g)1+X2+X5h)1+X3+X5i)1+X4+X5在(a) (d) (g)还有(h)的多项式是简单的,剩余的为复杂的,我们采用经典的方法来解决part(a),那就是一个不能简化的多项式,f(X),在m度被认为是简单的,如果对于最小的正整数n f(X)分隔+1,n=-1,因此,对于(a)部分来说,我们证明m=3的度时多项式是简单的,使得+1= +1=+1,但并没有分隔+1,n 在1~7之间的时候,我们给出+1除以+1的式子。
++1+1 +1+1+1+1+1接下来我们将全面的检查剩余的状况同样适用+X+1 1+1+1+XX+1表格8-3题8.2 a)(7,3)R-S码的码元纠错性能如何?每码元多少个比特?b)计算用于表示a)中(7,3)R-S码的标准阵的行数和列数(见6.6节)。
c)利用b)中的矩阵维数来提高a)中所得到的码元纠错性能。
d)(7,3)R-S码是否是完备码?如果不是,它具有多少残余码元纠错能力?8.3 a)根据有限域GF(2m)(其中m=4)中的基本元素定义元素集{0,σ1,σ2,…,σ2m-2},。
b) 对于a)中的有限域,构造类似于表8.2的加法表。
c)构造类似于表8.3的乘法表。
d)求解(31,27)R-S码的生成多项式。
e)用(31,27)R-S码以系统形式对信息{96个0,后面为10010001111}(最右端为最早出现的比特)进行编码。
为什么此信息要构造如此多的0序列?X0X1X2X300000α01000α10100α20010α30001α41100α50110α60011α71101α81010α901011110α10α0111 111111α12α1011 131001α14加法表乘法表8.4用(7,3)R-S码的生成多项式对信息010110111(最右端为最早出现的比特)进行编码。
数字通信第七章习题答案07-2-16第七章习题答案:7-1 数字通信系统的同步包括哪几种?它们都有什么用处?答:从同步的功能和作用角度划分,数字通信系统的同步可分为载波同步、位同步(码元同步)、帧同步(群同步)以及网同步(通信网络中使用)四大类。
在数字调制解调系统中,当采用相干解调或相干检测时,接收端必须获得一个与发送端调制载波同频同相的相干载波,此时就需要采用载波同步实现;在数字通信系统中,不管是基带传输,还是频带传输(相干或非相干解调),都需要位同步,即在接收端产生与接收码元的重复频率和相位一致的定时脉冲序列;如果信息是以分组的形式构成的,或者消息是以固定数目的码元构成的,就需要采用帧同步技术,在接收端产生与“字”、“句”和“帧”起止时刻相一致的定时脉冲序列;而在数字通信网中,为了可靠而有效地实现整个通信网内时间的统一,需要采用网同步技术。
7-2哪几种载波同步提取方法中有相位模糊问题?为什么会出现相位模糊问题?它对模拟和数字通信各有什么影响?答:载波同步技术中的平方变换法、同相—正交环法都存在相位模糊问题。
“相位模糊”是由于二分频电路处理不当,使f0信号倒相造成的。
相位模糊对模拟通信关系不大,因为人耳听不出相位的变化。
但对数字通信的影响就不同了,它有可能使2PSK相干解调后出现“反向工作”的问题。
7-3 插入导频法用在什么场合?插入导频为什么要用正交载波?答:插入导频法应用在无法从接收信号中直接提取载波或难以从已调信号中分离出载波的场合。
如果在发送端插入的不是“正交导频”,而是同相载波,则接收端解调增加了一个直流分量,这个直流分量将通过低通滤波器对数字信号产生不良影响。
因此,发送端导频应采用正交插入的方式。
7-4 对抑制载波的双边带信号,试叙述用插入导频法和直接法实现载波同步各有什么优缺点。
答:插入导频法是在发送端发送有用信号的同时,在适当的频率位置上插入一个(或多个)称作导频的正弦波,接收端可提取导频,作为相干载波的方法;而直接法是接收端从收到的发送信号中直接(或经变换)提取相干载波的方法。
第l章1.模拟信号与数字信号各自的主要特点是什么?模拟信号:模拟信号的特点是信号强度(如电压或电流)的取值随时间连续变化。
由于模拟信号的强度是随时间连续变化的,所以模拟信号也称为连续信号。
数字信号:与模拟信号相反,数字信号强度参量的取值是离散变化的。
数字信号又叫离散信号,离散的含义是其强度的取值是有限个数值。
2.画出时分多路复用的示意图并说明其工作原理。
时分复用的电路结构示意图如图所示。
图中SA1和SA2为电子转换开关,它们在同步系统的控制下以同起点、同速度顺序同步旋转,以保证收、发两端同步工作。
在发端,开关的旋转接点接于某路信源时,就相当于取出某路信源信号的离散时间的幅度数值。
旋转接点按顺序旋转,就相当于按顺序取出各路信源信号在离散时间的幅度数值并合成,然后经模/数变换电路变为数字信号,再与同步信号合成即可送给信道传输。
在接收端,首先分出同步信号,再进行数/模变换后即可由旋转开关分别送给相应的信息接收者。
3.试述数字通信的主要特点。
(1)抗干扰能力强,无噪声积累(2)便于加密处理(3)利于采用时分复用实现多路通信(4)设备便于集成化、小型化(5) 占用频带宽4.简单说明数字通信系统有效性指标,可靠性指标各是什么?并说明其概念。
有效性指标(1)信息传输速率:信道的传输速率是以每秒钟所传输的信息量来衡量的。
信息传输速率的单位是比特/秒,或写成bit/s,即是每秒传输二进制码元的个数。
(2)符号传输速率符号传输速率也叫码元速率。
它是指单位时间内所传输码元的数目,其单位为“波特”(bd)。
(3)频带利用率频带利用率是指单位频带内的传输速率。
可靠性指标(1)误码率在传输过程中发生误码的码元个数与传输的总码元数之比。
(2)信号抖动在数字通信系统中,信号抖动是指数字信号码元相对于标准位置的随机偏移。
第2章1、假设某模拟信号的频谱如图1所示,试画出M s f f 2=时抽样信号的频谱。
答:2、某模拟信号的频谱如图2所示,设kHz f s 24=,试画出其抽样信号的频谱。
第1章概述(P22)1、计算机网络的发展可划分为几个阶段?每个阶段各有何特点?答:计算机网络的发展可分为以下四个阶段。
(1)面向终端的计算机通信网:其特点是计算机是网络的中心和控制者,终端围绕中心计算机分布在各处,呈分层星型结构,各终端通过通信线路共享主机的硬件和软件资源,计算机的主要任务还是进行批处理,在20世纪60年代出现分时系统后,则具有交互式处理和成批处理能力。
(2)以分组交换网为中心的多主机互连的计算机网络系统:分组交换网由通信子网和资源子网组成,以通信子网为中心,不仅共享通信子网的资源,还可共享资源子网的硬件和软件资源。
网络的共享采用排队方式,即由结点的分组交换机负责分组的存储转发和路由选择,给两个进行通信的用户段续(或动态)分配传输带宽,这样就可以大大提高通信线路的利用率,非常适合突发式的计算机数据。
(3)具有统一的网络体系结构,遵循国际标准化协议的计算机网络:为了使不同体系结构的计算机网络都能互联,国际标准化组织ISO提出了一个能使各种计算机在世界X围内互联成网的标准框架—开放系统互连基本参考模型OSI.。
这样,只要遵循OSI标准,一个系统就可以和位于世界上任何地方的、也遵循同一标准的其他任何系统进行通信。
(4)高速计算机网络:其特点是采用高速网络技术,综合业务数字网的实现,多媒体和智能型网络的兴起。
2、试简述分组交换的特点答:分组交换实质上是在“存储-转发”基础上发展起来的。
它兼有电路交换和报文交换的优点。
分组交换在线路上采用动态复用技术传送按一定长度分割为许多小段的数据——分组。
每个分组标识后,在一条物理线路上采用动态复用的技术,同时传送多个数据分组。
把来自用户发端的数据暂存在交换机的存储器内,接着在网内转发。
到达接收端,再去掉分组头将各数据字段按顺序重新装配成完整的报文。
分组交换比电路交换的电路利用率高,比报文交换的传输时延小,交互性好。
3、试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。
1-1 什么是模拟信号?什么是数字信号?【答】参量(因变量)取值随时间(自变量)的连续变化而连续变化的信号,或者通俗地讲,波形为连续曲线的信号就是模拟信号。
模拟信号的主要特点是在其出现的时间内具有无限个可能的取值。
自变量取离散值,参量取有限个经过量化的离散值的信号叫做数字信号。
实际应用中的数字信号一般是只有两个取值“0”和“1”的脉冲序列。
模拟信号和数字信号的本质区别在于:模拟信号的取值为无限多个,而数字信号为有限个取值,通常只有“0”和“1”两个值。
1-2 为什么要对模拟信号进行抽样?对抽样间隔有什么要求?【答】为了对模拟信号进行数字传输以提高通信质量,首先需要将模拟信号转化位数字信号,而这种A/D 转换过程的第一步就是对模拟信号进行抽样,把模拟信号变成离散信号。
为了能从抽样后的信号(离散信号)中无失真地恢复出原始信号,要求抽样间隔小于等于原始信号最高频率分量所对应信号周期的一半,或者说,要求抽样频率大于等于原始信号最高频率的二倍。
1-3 为什么要对离散信号进行量化?【答】离散信号尽管在时间上是离散的,但其幅度的取值却有无限多个(注意不是无限大),没有从本质上改变模拟信号,因此,没有实用价值。
只有把离散信号进行量化,把无穷个取值变成有限个,把离散信号转化为数字信号才能使模拟信号发生质变。
可见,离散信号是模拟信号通往数字信号的桥梁。
1-4 设信道带宽为3KHz ,信噪比为20dB ,若传输二进制信号,则最大传输速率是多少? 【解】因为已知信噪比为20dB ,即:NSlg 1020=所以100=NS由香农公式可得信道容量为:bps C 19941647.63000)1001(log 30002≈⨯≈+=1-5设英文字母e 出现的概率为0.105,x 出现的概率为0.002。
试求e 及x 的信息量。
【解】e 的信息量 bitI e 25.3105.01log 2==x 的信息量 bit I x 97.8002.01log 2==1-6 某信息源的符号集由A ,B ,C ,D 和E 组成,设每一符号独立出现,其出现概率分别为1/4,1/8,1/8,3/16和5/16。