免费智能真题库 > 历年试卷 > 信息系统监理师 > 2017年下半年 信息系统监理师 上午试卷 综合知识
  第8题      
  知识点:   城域网   光纤   FDDI   队列   总线
  关键词:   城域网   分布式队列双总线   光纤分布式数据接口   队列   光纤   接口   数据   双总线   总线        章/节:   计算机技术知识与网络知识       

 
城域网交换技术包括光纤分布式数据接口(FDDI)、分布式队列总线(DQDB)和多兆位数据交换服务(SMDS)。其中DQDB具有很多优点,关于DQDB描述不正确的是:( )。
 
 
  A.  能桥接局域网和广域网
 
  B.  网络运行与工作站的数量相关
 
  C.  使用光纤传输介质,与ATM兼容
 
  D.  使用双总线体系结构,每条总线的运行互相独立
 
 
 

 
  第6题    2017年下半年  
   39%
( )是充分利用数据标签引导数据包在开放的通信网络上进行高速、高效传输的广域网传输技术。
  第7题    2018年上半年  
   59%
局域网中,( )具有良好的扩展性和较高的信息转发速度,能适应不断增长的网络应用需要。
  第6题    2018年上半年  
   45%
( )是继IP技术之后的广域网传输技术,利用数据标签引导数据包在开放的通信网络上进行高速、高效传输,在一个无连接的网络中引入..
   知识点讲解    
   · 城域网    · 光纤    · FDDI    · 队列    · 总线
 
       城域网
        城域网(Metropolitan Area Network,MAN)的覆盖范围介于局域网和广域网之间,城域网的主要技术是分布式队列双总线(Distributed Queue Dual Bus,DQDB),即IEEE 802.6。DQDB是由双总线构成的,所有的计算机都连接在上面。
        所谓宽带城域网,就是在城市范围内以IP和ATM电信技术为基础,以光纤作为传输媒介,集数据、语音和视频服务于一体的高带宽、多功能及多业务接入的多媒体通信网络。
 
       光纤
        (1)物理特性:光学纤维是一种直径极细(2~125μm)、柔软、能传导光波的介质。能够传导光波的媒介,即各种玻璃和塑料都可用来制造光学纤维。光缆具有圆柱形的形状,由三个同心部分组成:纤芯、包层和护套。
        (2)传输特性:光纤利用全内反射来传输经信号编码的光束。它分多模和单模方式两种,多模的带宽为200MHz~3GHz/km,单模的带宽为3~50GHz/km。
        (3)连通性:光纤最普通的使用是在点到点的链路上。
        (4)地理范围:光纤信号衰减极小,它可以在6~8km的距离内不使用中继器实现高速率数据传输。
        (5)抗干扰性:不受电磁干扰和噪声干扰的影响。
        (6)价格:目前光纤系统比双绞线系统和同轴电缆系统贵,但随着技术的进步,它的价格会下降以与其他材料竞争。
        光纤分为单模光纤和多模光纤。单模光纤中,模内色散是比特率的主要制约因素。由于其比较稳定,如果需要的话,可以通过增加一段一定长度的“色散补偿单模光纤”来补偿色散。零色散补偿光纤就是使用一段有很大负色散系数的光纤来补偿在1550nm处具有较高色散的光纤,使得光纤在1550nm附近的色散很小或为0,从而可以实现光纤在1550nm处具有更高的传输速率。
        多模光纤中,模式色散与模内色散是影响带宽的主要因素。PCVD工艺能够很好地控制折射率分布曲线,给出优秀的折射率分布曲线,对渐变型多模光纤(GIMM),可限制模式色散而得到高的模式带宽。
        单模光纤的光纤跳线一般用黄色表示,接头和保护套为蓝色,传输距离较长,窄芯线,需要激光源,耗散小,高效。多模光纤的光纤跳线一般用橙色表示,也有的用灰色表示,接头和保护套用米色或者黑色,传输距离较短,宽芯线,聚光好,耗散大,低效。
        一般来说,多模光纤要比单模光纤便宜。如果对传输距离或传送数据的速率要求不严格,那么多模光纤在大多数情况下都可以表现得很好。单模光纤虽然成本高,但是具有散射小的特点,可以应用在长距离传输或者需要高速数据速率的场合。
 
       FDDI
        FDDI(Fiber Distributed Data Interface,光纤分布式数据接口)是类似令牌环网的协议,它用光纤作为传输介质,数据传速可达到100Mb/s,环路长度可扩展到200km,连接的站点数可以达到1000个。FDDI采用一种新的编码技术,称为4B/5B编码,即每次对4位数据进行编码。每4位数据编码成5位符号,用光信号的存在或不存在来代表5位符号中的每一位是1还是0。
        光纤中传送的是光信号,有光脉冲表示1,无光脉冲表示0。这种简单编码的缺点是没有同步功能。在同轴电缆或双绞线作为传输介质的局域网中,通常采用曼彻斯特编码方式。它利用中间的跳变作为同步信号。这样对每一位数据单元产生两次瞬变,使带宽的利用率降低。5位编码的32种组合中,实际只使用了24种,其中的16种用来做数据,其余8种用来做控制符号(如帧的起始和结束符号等)。4B/5B编码中,5位码中的“1”码至少为2位,按NRZI编码原理,信号中就至少有两次跳变,因此接收端可得到足够的同步信息。
        FDDI采用双环体系结构,两环上的信息反方向流动。双环中的一环称为主环,另一环称为次环。在正常情况下,主环传输数据,次环处于空闲状态。双环设计的目的是提供高可靠性和稳定性。FDDI定义的传输介质有单模光纤和多模光纤两种。
 
       队列
               队列的定义
               队列(queue)是一种只允许在一端进行插入,而在另一端进行删除的线性表,是一种操作受限的线性表。在表中只允许进行插入的一端称为队尾(rear),只允许进行删除的一端称为队头(front)。队列的插入操作通常称为入队列或进队列,而队列的删除操作则称为出队列或退队列。当队列中无数据元素时,称为空队列。
               由队列的定义可知,队头元素总是最先进队列的,也总是最先出队列;队尾元素总是最后进队列,因而也是最后出队列。这种表是按照先进先出(First In First Out, FIFO)的原则组织数据的,因此,队列也被称为"先进先出"表。
               下图是一个队列的进出示意图,通常用指针front指示队头的位置,用指针rear指向队尾的位置。
               
               队列的进出示意图
               队列的基本操作
               队列的基本操作主要有以下6种。
               .InitQueue(&Q):初始化操作,构造一个队列Q。
               .QueueEmpty(Q):若栈Q为空队列,返回1,否则返回0。
               .EQueue(&Q, e):插入元素e到队列Q的尾部。
               .OQueue(&Q,&e):删除Q的队首元素,并用e返回其值。
               .GetQhead(Q,&e):用e返回Q的队首元素。
               .ClearQueue(&Q):将Q清空为空队。
               队列的顺序存储结构
               顺序存储结构采用一维数组(向量)实现,设队列头指针front和队列尾指针rear,并且假设front指向队头元素的前一位置,rear指向队尾元素。若不考虑队满,则入队操作语句为Q[rear++]=x;若不考虑队空,则出队操作语句为x=Q[++front]。当然,出队时,并不一定需要队头元素(与退栈类似)。
               按上述的做法,有可能出现假溢出,即队尾已到达一维数组的高端,不能再入队,但因为连续出队,队列中元素个数并未达到最大值。解决这种问题,可用循环队列。在循环队列中,需要区分队空和队满:仍用front=rear表示队列空,在牺牲一个单元的前提下,用front==(rear+1)% MAX表示队列满。在这种约定下,入队操作的语句为:rear=(rear+1)%MAX, MAX, Q[rear]=x;出队操作语句为:front=(front+1)% MAX。
               顺序队列的类型定义如下:
               
               顺序队列定义为一个结构类型,该类型变量有3个数据域:data、front、rear。其中data为存储队中元素的一维数组。队头指针front和队尾指针rear定义为整型变量,取值范围是0~QueueSize-1。约定队尾指针指示队尾元素在一维数组中的当前位置,队头指针指示队头元素在一维数组中的当前位置的前一个位置,这种顺序队列说明如下。
               .初始化时,设置SQ.front=SQ.rear=0。
               .队头指针的引用为SQ.front,队尾指针的引用为SQ.rear。
               .队空的条件为SQ.front==SQ.rear;队满的条件为SQ.front=(SQ.rear+1)% QueueSize。
               .入队操作:在队列未满时,队尾指针先加1(要取模),再送值到队尾指针指向的空闲元素。出队操作:在队列非空时,队头指针先加1(要取模),再从队头指针指向的队头元素处取值。
               .队列长度为(SQ.rear+QueueSize-SQ.front)% QueueSize。
               特别应注意的是:在循环队列的操作中队头指针、队尾指针加1时,都要取模,以保持其值不出界。
               在循环队列上队列的实现基本操作的函数如下。
               1)初始化initqueue(SQueue *SQ)
               
               2)判空QueueEmpty(SQueue SQ)
               
               3)入队EQueue(SQueue *SQ, ElemType e)
               
               4)出队OQueue(SQueue *SQ, ElemType *e)
               
               5)取队首元素GetQhead(SQueue *SQ, ElemType *e)
               
               6)清队列ClearQueue(SQueue *SQ)
               
               队列的链式存储结构
               队列的链接实现称为链队,链队实际上是一个同时带有头指针和尾指针的单链表。头指针指向队头节点,尾指针指向队尾节点即单链表的最后一个节点。为了简便,链队设计成一个带头节点的单链表。
               链队的类型定义如下:
               
               链队列的说明如下。
               .队列以链表形式出现,链首节点为队头,链尾节点为队尾。
               .队头指针为LQ→front,队尾指针为LQ→rear,队头元素的引用为Q→front→data,队尾元素的引用为LQ→rear→data。
               .初始化时,设置LQ→front=LQ→rear=NULL。
               .进队操作与链表中链尾插入操作一样;出队操作与链表中链首删除操作一样。
               .队空的条件为LQ→front==NULL。理论上,只要系统内存足够大,链队是不会满的。
               在链队上实现队列基本操作的函数如下。
               1)队列初始化InitQueue(LQueue *LQ)
               
               2)入队EQueue(LQueue *LQ, ElemType e)
               
               3)出队OQueue(LQueue *LQ, ElemType *e)
               
               4)判空QueueEmpty(LQueue *LQ)
               
               5)取队首元素GetQhead(LQueue *LQ, ElemType *e)
               
               6)清队列ClearQueue(LQueue *LQ)
               
               循环队列中的边界条件判别准则
               判别循环队列的"空"或"满"不能以头尾指针是否相等来确定,一般是通过以下几种方法:一是另设一个布尔变量来区别队列的空和满;二是少用一个元素的空间,每次入队前测试入队后头尾指针是否会重合,如果会重合就认为队列已满;三是设置一个计数器记录队列中元素总数,不仅可判别空或满,还可以得到队列中元素的个数。
               双端队列的作用
               双端队列是限定插入和删除操作在线性表的两端进行,可将其看成是栈底连在一起的两个栈,但其与两个栈共享存储空间是不同的。共享存储空间中的两个栈的栈顶指针是向两端扩展的,因而每个栈只需一个指针;而双端队列允许两端进行插入和删除元素,因而每个端点必须设立两个指针,如下图所示。
               
               双端队列的示意图
               在实际应用中,可对双端队列的输出进行限制(即一个端点允许插入和删除,另一个端点只允许插入),也可对双端队列的输入进行限制(即一个端点允许插入和删除,另一个端点只允许删除)。可见,采用双端队列可增加应用中的灵活性。
 
       总线
        所谓总线(Bus),是指计算机设备和设备之间传输信息的公共数据通道。总线是连接计算机硬件系统内多种设备的通信线路,它的一个重要特征是由总线上的所有设备共享,因此可以将计算机系统内的多种设备连接到总线上。
               总线的分类
               微机中的总线分为数据总线、地址总线和控制总线3类。不同型号的CPU芯片,其数据总线、地址总线和控制总线的条数可能不同。
               数据总线(Data Bus,DB)用来传送数据信息,是双向的。CPU既可通过DB从内存或输入设备读入数据,也可通过DB将内部数据送至内存或输出设备。DB的宽度决定了CPU和计算机其他设备之间每次交换数据的位数。
               地址总线(Address Bus,AB)用于传送CPU发出的地址信息,是单向的。传送地址信息的目的是指明与CPU交换信息的内存单元或I/O设备。存储器是按地址访问的,所以每个存储单元都有一个固定地址,要访问1MB存储器中的任一单元,需要给出220个地址,即需要20位地址(220=1M)。因此,地址总线的宽度决定了CPU的最大寻址能力。
               控制总线(Control Bus,CB)用来传送控制信号、时序信号和状态信息等。其中有的信号是CPU向内存或外部设备发出的信息,有的是内存或外部设备向CPU发出的信息。显然,CB中的每一条线的信息传送方向是单方向且确定的,但CB作为一个整体则是双向的。所以,在各种结构框图中,凡涉及控制总线CB,均是以双向线表示。
               总线的性能直接影响整机系统的性能,而且任何系统的研制和外围模块的开发都必须依从所采用的总线规范。总线技术随着微机结构的改进而不断发展与完善。
               在计算机的概念模型中,CPU通过系统总线和存储器之间直接进行通信。实际上在现代的计算机中,存在一个控制芯片的模块。CPU需要和存储器、I/O设备等进行交互,会有多种不同功能的控制芯片,称之为控制芯片组。对于目前的计算机结构来说,控制芯片集成在主板上,典型的有南北桥结构和单芯片结构。与芯片相连接的总线可以分为前端总线(FSB)、存储总线、I/O总线、扩展总线等。
                      南北桥芯片结构
                      北桥芯片直接与CPU、内存、显卡、南桥相连,控制着CPU的类型、主板的总线频率、内存控制器、显示核心等。前端总线(FSB)是将CPU连接到北桥芯片的总线。内存总线是将内存连接到北桥芯片的总线,用于和北桥之间的通信。显卡则通过I/O总线连接到北桥芯片。
                      南桥芯片主要负责外部设备接口与内部CPU的联系。其中,通过I/O总线将外部I/O设备连接到南桥,比如USB设备、ATA和SATA设备以及一些扩展接口。扩展总线则是指主板上提供的一些PCI、ISA等插槽。
                      单芯片结构
                      单芯片组方式取消了北桥。由于CPU中内置了内存控制器,不再需要通过北桥来控制,这样就能提高内存控制器的频率,减少延迟。还有一些CPU集成了显示单元,使得显示芯片的频率更高,延迟更低。
               常见总线
               常见总线包括:
               (1)ISA总线。ISA是工业标准总线,只能支持16位的I/O设备,数据传输率大约是16MB/s,也称为AT标准。
               (2)EISA总线。EISA是在ISA总线的基础上发展起来的32位总线。该总线定义32位地址线、32位数据线以及其他控制信号线、电源线、地线等共196个接点。总线传输速率达33MB/s。
               (3)PCI总线。PCI总线是目前微型机上广泛采用的内总线,采用并行传输方式。PCI总线有适于32位机的124个信号的标准和适于64位机的188个信号的标准。PCI总线的传输速率至少为133MB/s,64位PCI总线的传输速率为266MB/s。PCI总线的工作与CPU的工作是相互独立的,也就是说,PCI总线时钟与处理器时钟是独立的、非同步的。PCI总线上的设备是即插即用的。接在PCI总线上的设备均可以提出总线请求,通过PCI管理器中的仲裁机构允许该设备成为主控设备,主控设备与从属设备间可以进行点对点的数据传输。PCI总线能够对所传输的地址和数据信号进行奇偶校验检测。
               (4)PCI Express总线。PCI Express简称为PCI-E,采用点对点串行连接,每个设备都有自己的专用连接,不需要向整个总线请求带宽,而且可以把数据传输率提高到一个很高的频率。相对于传统PCI总线在单一时间周期内只能实现单向传输,PCI Express的双单工连接能提供更高的传输速率和质量。
               PCI Express的接口根据总线位宽不同而有所差异,包括X1、X4、X8以及X16(X2模式将用于内部接口而非插槽模式),其中X1的传输速度为250MB/s,而X16就是等于16倍于X1的速度,即是4GB/s。较短的PCI Express卡可以插入较长的PCI Express插槽中使用。PCI Express接口能够支持热拔插。同时,PCI Express总线支持双向传输模式,还可以运行全双工模式,它的双单工连接能提供更高的传输速率和质量,它们之间的差异与半双工和全双工类似。因此连接的每个装置都可以使用最大带宽。
               (5)前端总线。微机系统中,前端总线(Front Side Bus,FSB)是将CPU连接到北桥芯片的总线。选购主板和CPU时,要注意两者的搭配问题,一般来说,如果CPU不超频,那么前端总线是由CPU决定的,如果主板不支持CPU所需要的前端总线,系统就无法工作。也就是说,需要主板和CPU都支持某个前端总线,系统才能工作。通常情况下,一个CPU默认的前端总线是唯一的。北桥芯片负责联系内存、显卡等数据吞吐量最大的部件,并与南桥芯片连接。CPU通过前端总线(FSB)连接到北桥芯片,进而通过北桥芯片与内存、显卡交换数据。FSB是CPU和外界交换数据的最主要通道,因此FSB的数据传输能力对计算机整体性能作用很大,如果没足够快的FSB,再强的CPU也不能明显提高计算机整体速度。
               (6)RS-232C。RS-232C是一条串行外总线,其主要特点是所需传输线比较少,最少只需三条线(一条发、一条收、一条地线)即可实现全双工通信。传送距离远,用电平传送为15m,电流环传送可达千米。有多种可供选择的传送速率。采用非归零码负逻辑工作,电平≤-3V为逻辑1,而电平≥+3V为逻辑0,具有较好的抗干扰性。
               (7)SCSI总线。小型计算机系统接口(SCSI)是一条并行外总线,广泛用于连接软硬磁盘、光盘、扫描仪等。其中,SCSI-1是第一个SCSI标准,传输速率为5MB/s;Ultra2 SCSI的传输速率为80MB/s;Ultra160 SCSI也称Ultra3 SCSI LVD,传输速率为160MB/s;Ultra320 SCSI也称Ultra4 SCSI LVD,传输速率可高达320MB/s。
               (8)SATA。SATA是Serial ATA的缩写,即串行ATA。它主要用作主板和大量存储设备(如硬盘及光盘驱动器)之间的数据传输。SATA总线使用嵌入式时钟信号,具备了更强的纠错能力,与以往相比其最大的区别在于能对传输指令(不仅仅是数据)进行检查,如果发现错误会自动矫正,这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。串行接口还具有结构简单、支持热插拔的优点。
               (9)USB。通用串行总线(USB)当前风头正劲,目前得到十分广泛的应用。USB由4条信号线组成,其中两条用于传送数据,另外两条传送+5V容量为500mA的电源。可以经过集线器(Hub)进行树状连接,最多可达5层。该总线上可接127个设备。USB 1.0有两种传送速率:低速为1.5Mb/s,高速为12Mb/s。USB 2.0的传送速率为480Mb/s。USB 3.0的传送速率为5Gb/s。USB总线最大的优点还在于它支持即插即用,并支持热插拔。
               (10)IEEE-1394。IEEE-1394是高速串行外总线,近几年得到广泛应用。IEEE-1394也支持外设热插拔,可为外设提供电源,省去了外设自带的电源,能连接多个不同设备,支持同步和异步数据传输。IEEE-1394由6条信号线组成,其中两条用于传送数据,两条传送控制信号,另外两条传送8~40V容量为1500mA的电源,IEEE-1394总线理论上可接63个设备。IEEE-1394的传送速率从400Mb/s、800Mb/s、1600Mb/s直到3.2Gb/s。
               (11)IEEE-488总线。IEEE-488是并行总线接口标准。微计算机、数字电压表、数码显示器等设备及其他仪器仪表均可用IEEE-488总线连接装配,它按照位并行、字节串行双向异步方式传输信号,连接方式为总线方式,仪器设备不需中介单元直接并联于总线上。总线上最多可连接15台设备。最大传输距离为20m,信号传输速率一般为500KB/s,最大传输速率为1MB/s。
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第8题    在手机中做本题