计算机网络——物理层の选择题整理

通信基础

1、（）被用于计算机内部的数据传输
A、串行传输
B、并行传输
C、同步传输
D、异步传输

解析：选B
在计算机内部，数据传输的距离短，速度快，因此要采用并行传输的方式提高传输速率。
同步传输和异步传输是通信方式，不是数据传输方式。
同步传输该方式是在一块数据的前面加入1个或2 个以上的同步字符SYN。SYN 字符是从ASCII 码中精选出来供通信用的同步控制字符。
异步传输（ATM）是每一个字符独立形成一个帧进行传输，一个连续的字符串同样被封装成连续的独立帧进行传输，各个字符间的间隔可以是任意的，所以这种传输方式称为异步传输。

2、某信道的波特率为1000Baud，若令其数据传输速率达到4kb/s，则一个信号码元所取的有效离散值个数为（）
A、2
B、4
C、8
D、16

解析：选D
若一个码元含有n比特的信息量，则表示该码元所需要的不同离散值为k=2ⁿ
Mn=v(其中M表示信道的波特率，n表示一个码元所携带n比特的信号量，v表示数据传输速率)
故n=v/M=(4*10³)/1000=4
所以有效离散值个数为2⁴=16个

3、二进制信号在信噪比为127：1的4kHz信道上传输，最大的数据传输速率可以达到（）
A、28000b/s
B、8000kb/s
C、4000kb/s
D、无限大

解析：选B
若不考虑信噪比：二进制信号=>一个码元所携带2比特的信号量，所以根据v=Mn可知，v₁=(4* 10³)*2=8000b/s
若不考虑进制：在信噪比为127：1的4kHz信道上传输，根据香农定理v=Wlog₂(1+S/N)，可以计算出v₂=(4 * 10³) * log₂(1+127)=28000b/s
，因为最大的数据传输速率要取两者之间最小的，所以等于8000b/s

4、在一个信道上每1/8s采样一次，传输信号共有16种变化状态，最大数据传输速率（）
A、16b/s
B、32b/s
C、48b/s
D、64b/s

解析：选B
“每1/8s采样一次”=>M=8Hz
“传输信号共有16种变化状态”=>n=log₂16=4
根据v=Mn可知，v=8*4=32b/s

5、将1路模拟信号分别编码为数字信号后，与另外7路数字信号采用同步TDM方式复用到一条通信线路上，1路模拟信号的频率变化范围为0~1kHz，每个采样点采用PCM方式编码为4位的二进制数，另外7路数字信号的数据率均为7.2kb/s。复用线路需要的最小通信能力是（）
A、7.2kb/s
B、8kb/s
C、64kb/s
D、512kb/s

解析：选C
TDM方式：时分复用技术（time-division multiplexing, TDM）是将不同的信号相互交织在不同的时间段内，沿着同一个信道传输；在接收端再用某种方法，将各个时间段内的信号提取出来还原成原始信号的通信技术。
PCM方式：脉冲编码调制（Pulse Code Modulation）是数字通信的编码方式之一。
1路模拟信号的频率变化范围为0~ 1kHz，所以最大频率为1kHz，根据采样定理可知，采样频率应该最大为2kHz，每个采样点采用PCM方式编码为4位的二进制数，所以n=4，所以v=(2*10³) *4=8kb/s
因为采用TDM方式将另外7路数据率均为7.2kb/s的数字信号与该1路模拟信号进行复用，因此速度应该一直，取最大值，即每条都是8kb/s，因此复用线路需要的最小通信能力是8 *8=64kb/s

6、不同的数据交换方式有不同的性能。为了使数据在网络中的传输时延最小,首选的交换方式是（①）；为保证数据无差错地传送，不应选用的交换方式是（②）；分组交换对报文交换的主要改进是（③）,这种改进产生的直接结果是（④）；在出错率很高的传输系统中，选用（⑤）更合适。
①A、电路交换　B、报文交换　C、分组交换　　　D、信元交换
②A、电路交换　B、报文交换　C、分组交换　　　D、信元交换
③A、传输单位更小且有固定的最大长度　
　B、传输单位更大且有固定的最大长度　
　C、差错控制更完善　　　
　D、路由算法更简单
④A、降低了误码率　B、提高了数据传输速率　C、减少传输时延　　　D、增加传输时延
⑤A、虚电路方式　B、数据报方式　C、报文交换　　　D、电路交换

解析：选①A ②A ③A ④C ⑤B
电路交换的优点是：传输时延小、通信实时性强，是用于交互式会话类通信；缺点是：对突发性通信不适应，系统效率低，不具备存储转发的能力，不能平滑网络通信量，不具备差错控制的能力，无法纠正传输过程中发生的数据错误。
报文交换：采用存储转发，因为报文长度不确定，因此传输时延最高。报文交换会对收到的报文进行检错，因此可以保证无差错的传送。
分组交换：采用存储转发，报文长度固定，传输时延介于上述两者中间，又分为数据报方式和虚电路方式。
其中，数据报方式是面向无连接的，提供的是一种不可靠的服务，不保证分组不被丢，不保证分组到达顺序以及到达时间，当某个结点出现故障时，可以选择其他道路继续通信。因此在出错率很高的传输系统中，选用数据报方式更合适。
虚电路是面向连接的，提供可靠的服务，能保证到的时间的顺序会在目的地和源地之间建立一种逻辑电路，使得从一个源主机发送的通往一个目的地的分组都经过该路，若电路上某个结点出现问题，则这条路就不通了，分组将都无法到达。

7、在下图所示的采用“存储-转发”方式的分组交换网络中，所有链路的数据传输速率为100Mb/s，分组大小为1000B，其中分组头大小为20B。若主机H1向H2发送一个大小为980000B的文件，则在不考虑分组拆装时间和传播延迟的情况下，从H1发送开始到H2接收完为止，需要的时间至少是（）

A、80ms
B、80.08ms
C、80.16ms
D、80.24ms

解析：选C
因为是连续发送的，所以将发送过程简化为两个部分：
①第一个分组从头到尾的发送时延
②除了第一个分组之外，所有分组从最后一个分组转化器到H2的发送时延
对于过程①，发送时延包括三H1和两个分组交换机的发送时延=>3* 1000B* 8/100Mb/s
对于过程②，因为分组大小为1000B，其中分组头大小为20B，发送一个大小为980000B的文件，因此每个分组中980B数据和20B分组头，因此该文件要分成1000份。发送时延为1000-1个最后一个分组交换机的发送时延=>1000 * 1000B* 8/100Mb/s
将两部分相加，得到一共需要80.16ms

8、下列因素中，不会影响信道传输速率的是（）
A、信噪比
B、频率带宽
C、调制速率
D、信号传播速度

解析：选D
根据香农定理可知，信道传输速率与信噪比有关
频率带宽在网络中表示单位时间内从网络中的某一点到零一点所能通过的“最高数据率”，常用来表示网络通信线路所能传输数据的能力，频率带宽越大信道传输速率越快。
调制速率
信号传播速度是信号在信道上的传播速度，与发送速度无关
调制速率反映信号波形变换的频繁程度，其定义是每秒传输信号码元(波形)的个数，又称符号速率、码元速率或波特率，单位为波特(baud)。根据香农定理和奈式准则可知，信道传输速率和调制速率有关

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传输介质

1、利用一根同轴电缆互联主机构成以太网，则主机间的通信方式为（）
A、全双工
B、半双工
C、单工
D、不确定

解析：选B
同轴电缆的通信是双向的，可以发送数据也可以接收数据，但一根同轴电缆同一时刻只能发或者收，因此是半双工。
全双工使用两根同轴电缆实现的。

2、同轴电缆比双绞线的传输速率更快，得益于（）
A、同轴电缆的铜芯比双绞线粗，能通过更大的电流
B、同轴电缆的阻抗比较标准，减少了信号的衰减
C、同轴电缆具有更高的屏蔽性，同时有更好的抗噪声性
D、以上都正确

解析：选C
同轴电缆以硬铜线为芯，外面包一层绝缘材料，绝缘材料的外面再包围一层密织的网状导体，导体的外面又覆盖一层保护性的塑料外壳，这种结构使得它具有更高的屏蔽性，从而有很高的宽带，又有很好的抗噪性。
同轴电缆的铜芯比双绞线粗，并没有这种说法
同轴电缆的阻抗比较标准，也没有提及

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物理层设备

1、转发器的作用是（）
A、放大信号
B、转发帧
C、存储帧
D、寻址

解析：选A
转发器是物理层设备，帧是数据链路层的传输单元，因此物理层不具有转发帧和存储帧的作用，也不具有寻址的功能。
转发器可以将模拟信号进行放大。
中继器可以将数据信号进行放大。

2、两个网段在物理层进行互联时要求（）
A、数据传输速率和数据链路层协议都可以不同
B、数据传输速率和数据链路层协议都要相同
C、数据传输速率要相同，数据链路层协议可以不同
D、数据传输速率可以不同，数据链路层协议要相同

解析：选C
在物理层互联时，如果数据传输速率不同，那么会出现两种情况：①发送方速率高于接收方速率，接收方来不及接收导致溢出（为什么会让发送方发慢一点呢？因为物理层不能进行流量控制），数据丢失。②发送方速率小于接收方速率，会导致效率比较低。
对于数据链路层协议，因为在物理层互联，并不要求在数据链路层互联，因此数据链路层协议可以不同，在物理层互联表示可以在物理层传输通信，并不代表在数据链路层可以传输通信。如果要在数据链路层互联，那么要求数据链路层协议相同。

3、一般来说，集线器连接的网络在拓扑结构上属于（）
A、网状
B、树形
C、环形
D、星形

解析：选D
集线器的作用是将多个网络端口连接在一起，即以集线器为中心，所以是星形结构。