免费智能真题库 > 历年试卷 > 网络工程师 > 2022年下半年 网络工程师 上午试卷 综合知识
  第14题      
  知识点:   编码   曼彻斯特编码   链路   信号
  章/节:   数据通信基础       

 
假设一个10Mb/s的适配器使用曼彻斯特编码链路发送全为1的比特流,从适配器发出的信号每秒将有()个跳变。
 
 
  A.  每秒1000万
 
  B.  每秒500万
 
  C.  每秒2000万
 
  D.  没有跳变
 
 
 

 
  第15题    2012年上半年  
   40%
设信道带宽为3400Hz,采用PCM编码,采样周期为125us,每个样本量化为256个等级,则信道的数据速率为(15)。
  第14题    2014年上半年  
   38%
海明码是一种纠错编码,一对有效码字之间的海明距离是(14),如果信息为6位,要求纠正1位错,按照海明编码规则,需要增加的校验位..
  第11题    2019年上半年  
   21%
假设模拟信号的频率为10~16MHz,采样频率必须大于( )时,才能使得到的样本信号不失真。
 
  第16题    2012年上半年  
   15%
曼彻斯特编码的效率是(16) %, 4B/5B编码的效率是(17) %。
  第12题    2011年上半年  
   13%
10Base-T以太网使用曼彻斯特编码,其编码效率为(11) %,在快速以太网中使用4B/5B编码,其编码效率为(12) %。
  第14题    2020年下半年  
   49%
在异步传输中,1位起始位,7位数据位,2位停止位,1位校验位,每秒传输200字符,采用曼彻斯特编码,有效数据速率是(13)kb/s, 最..
   知识点讲解    
   · 编码    · 曼彻斯特编码    · 链路    · 信号
 
       编码
        编码是指将量化后的样本值变成相应的二进制代码。通常,当量化级为N时,二进制位数为log2N
        例如,对声音数字化时,由于话音的最高频率是4kHz,所以采样速率是8kHz。对话音样本的量化用128个等级,因而每个样本用7位二进制数字表示。在数字信道上传输的速率是7×8000=56kb/s。
 
       曼彻斯特编码
        曼彻斯特编码是一种双相码。上图中,用高电平到低电平的转换边表示0;用低电平到高电平的转换边表示1;位中间的电平转换边既表示数据代码,也作为定时信号使用。这种编码用在以太网中。
 
       链路
        链路(link)指的是从发信点到收信点(即从信源到信宿)的一串结点和线路。链路通信是指端到端的通信。
        计算机网络从逻辑结构上可以分成两部分:负责数据处理、向网络用户提供各种网络资源及网络服务的外层用户资源子网和负责数据转发的内层通信子网。通信子网由分组交换结点(简记为R)及连接这些结点的链路组成,负责在主机(Host,H)间传输分组。资源子网由连在网上的主机构成,为网上用户提供共享资源,入网途径和方法。局域网中的每台主机都通过网卡连接到传输介质上,网卡负责在各个主机间传递数据,显然,网卡和传输介质构成了局域网的通信子网,而主机集合则构成了资源子网。用户子网指的是由主计算机、终端、通信控制设备、连网外设、各种软件资源等组成。通信子网分为点对点通信子网和广播式通信子网。它主要有三种组织形式:结合型、专用型和公用型,如下图所示。
        
        网络的组织形式
        计算机网络也可以看作是在物理上分布的相互协作的计算机系统。其硬件部分除了单体计算机、光纤、同轴电缆以及双绞线等传输媒体之外,还包括插入计算机中用于收发数据分组的各种通信网卡(在操作系统中,这些网卡不当成一种外部设备),把多台计算机连接到一起的集线器(hub,该设备近年正逐步被相应的交换机取代),扩展带宽和连接多台计算机用的交换机(switch)以及负责路径管理、控制网络交通情况的路由器或ATM交换机等。其中路由器或ATM交换机是构成广域网络的主要设备,而交换机和集线则是构成局域网络的主要设备。这些设备都可看作一种专用的计算机。
        综上所述,计算机网络是一个由不同传输媒体构成的通信子网,与这个通信子网连接的多台地理上分散的具有唯一地址的计算机,将数据划分为不同长度分组进行传输和处理的协议软件以及应用系统所组成的传输和共享信息的系统。
 
       信号
        任务间同步的另一种方式是异步信号。在两个任务之间,可以通过相互发送信号的方式,来协调它们之间的运行步调。
        所谓的信号,指的是系统给任务的一个指示,表明某个异步事件已经发生了。该事件可能来自于外部(如其他的任务、硬件或定时器),也可能来自于内部(如执行指令出错)。异步信号管理允许任务定义一个异步信号服务例程ASR(Asynchronous Signal Routine),与中断服务程序不同的是,ASR是与特定的任务相对应的。当一个任务正在运行的时候,如果它收到了一个信号,将暂停执行当前的指令,转而切换到相应的信号服务例程去运行。不过这种切换不是任务之间的切换,因为信号服务例程通常还是在当前任务的上下文环境中运行的。
        信号机制与中断处理机制非常相似,但又各有不同。它们的相同点是:
        .都具有中断性:在处理中断和异步信号时,都要暂时地中断当前任务的运行;
        .都有相应的服务程序;
        .都可以屏蔽响应:外部硬件中断可以通过相应的寄存器操作来屏蔽,任务也能够选择不对异步信号进行响应。
        信号机制与中断机制的不同点是:
        .中断是由硬件或特定的指令产生,而信号是由系统调用产生;
        .中断触发后,硬件会根据中断向量找到相应的处理程序去执行;而信号则通过发送信号的系统调用来触发,但系统不一定马上对它进行处理;
        .中断处理程序是在系统内核的上下文中运行,是全局的;而信号处理程序是在相关任务的上下文中运行,是任务的一个组成部分。
        实时系统中不同的任务经常需要互斥地访问共享资源。当任务试图访问资源时被正使用该资源的其他任务阻塞,可能出现优先级反转的现象,即当高优先级任务企图访问已被某低优先级任务占有的共享资源时,高优先级任务必须等待直到低优先级任务释放它占有的资源。如果该低优先级任务又被一个或多个中等优先级任务阻塞,问题就更加严重。由于低优先级任务得不到执行就不能访问资源、释放资源。于是低优先级任务就以一个不确定的时间阻塞高优先级的任务,导致系统的实时性没有保障。下图为是一个优先级反转的示例。
        
        一个优先级反转的示例
        如上图所示,系统存在任务1、任务2、任务3(优先级从高到低排列)和资源R。某时,任务1和任务2都被阻塞,任务3运行且占用资源R。一段时间后,任务1和任务2相继就绪,任务1抢占任务3运行,由于申请资源R失败任务1被挂起。由于任务2的优先级高于任务3,任务2运行。由于任务3不能运行和释放资源R,因此任务1一直被阻塞。极端情况下,任务1永远无法运行,处于饿死状态。
        解决优先级反转问题的常用算法有优先级继承和优先级天花板。
               优先级继承协议
               L. Sha、R. Rajkumar和J. P. Lehoczky针对资源访问控制提出了优先级继承协议(Priority Inheritance Protocol,PIP)。
               PIP协议能与任何优先级驱动的抢占式调度算法配合使用,而且不需要有关任务访问资源情况的先验知识。优先级继承协议的执行方式是:当低优先级任务正在使用资源,高优先级任务抢占执行后也要访问该资源时,低优先级任务将提升自身的优先级到高优先级任务的级别,保证低优先级任务继续使用当前资源,以尽快完成访问,尽快释放占用的资源。这样就使高优先级任务得以执行,从而减少高优先级任务被多个低优先级任务阻塞的时间。低优先级任务在运行中,继承了高优先级任务的优先级,所以该协议被称作优先级继承协议。
               由于只有高优先级任务访问正被低优先级任务使用的资源时,优先级继承才会发生,在此之前,高优先级任务能够抢占低优先级任务并执行,所以优先级继承协议不能防止死锁,而且阻塞是可以传递的,会形成链式阻塞。另外,优先级继承协议不能将任务所经历的阻塞时间减少到尽可能小的某个范围内。最坏情况下,一个需要μ个资源,并且与v个低优先级任务冲突的任务可能被阻塞min(μ,v)次。
               优先级冲顶协议
               J. B. Goodenough和L. Sha针对资源访问控制提出了优先级冲顶协议(Priority Ceiling Protocol,PCP)。
               PCP协议扩展了PIP协议,能防止死锁和减少高优先级任务经历的阻塞时间。该协议假设所有任务分配的优先级都是固定的,每个任务需要的资源在执行前就已确定。每个资源都具有优先级冲顶值,等于所有访问该资源的任务中具有的最高优先级。任一时刻,当前系统冲顶值(current priority ceiling)等于所有正被使用资源具有的最高冲顶值。如果当前没有资源被访问,则当前系统冲顶值等于一个不存在的最小优先级。当任务试图访问一个资源时,只有其优先级高于当前系统冲顶值,或其未释放资源的冲顶值等于当前系统冲顶值才能获得资源,否则会被阻塞。而造成阻塞的低优先级任务将继承该高优先级任务的优先级。
               已经证明,PCP协议的执行规则能防止死锁,但其代价是高优先级任务可能会经历优先级冲顶阻塞(Priority ceiling blocking)。即高优先级任务可能被一个正使用某资源的低优先级任务阻塞,而该资源并不是高优先级任务请求的。这种阻塞又被称作回避阻塞(avoidance blocking),意思是因为回避死锁而引起的阻塞。即使如此,在PCP协议下,每个高优先级任务至多被低优先级任务阻塞一次。使用PCP协议后,能静态分析和确定任务之间的资源竞争,计算出任务可能经历的最大阻塞时间,从而能分析任务集合的可调度性。在PCP协议下,高优先级任务被阻塞时会放弃处理器,因此,访问共享资源的任务可能会产生4次现场切换。
   题号导航      2022年下半年 网络工程师 上午试卷 综合知识   本试卷我的完整做题情况  
1 /
2 /
3 /
4 /
5 /
6 /
7 /
8 /
9 /
10 /
11 /
12 /
13 /
14 /
15 /
 
16 /
17 /
18 /
19 /
20 /
21 /
22 /
23 /
24 /
25 /
26 /
27 /
28 /
29 /
30 /
 
31 /
32 /
33 /
34 /
35 /
36 /
37 /
38 /
39 /
40 /
41 /
42 /
43 /
44 /
45 /
 
46 /
47 /
48 /
49 /
50 /
51 /
52 /
53 /
54 /
55 /
56 /
57 /
58 /
59 /
60 /
 
61 /
62 /
63 /
64 /
65 /
66 /
67 /
68 /
69 /
70 /
71 /
72 /
73 /
74 /
75 /
 
第14题    在手机中做本题