淮海工学院。
11-12学年第 1 学期现场总线与控制网技术试卷(b)半开卷。
一、 填空题（本大题共11小题，每空1分，共30分）
1．以现场总线为基础的企业网络系统按功能可分为（erp）、（mes）和（fcs）三层。
2．最常用的两种差错校正方法是（自动重传）和（ 前向差错纠错 ）。
3．lonworks技术的核心是神经元芯片，主要包括( mc143150 )和( mc143120 )两大系列。
4．gsd文件一般可分为（总规范）、（与主站有关的规范）和（与从站有关的规范）三个部分。
5．lontalk协议的网络地址有三层结构，分别为（ 域 ）、子网 ）和（ 节点 ）。
6．网络拓扑结构主要有( 星型拓扑 )、树型拓扑）、(环型拓扑 )、总线型拓扑结构 )等拓扑结构。
7．can总线中故障状态有3种，分别是（活动出错）、（认可出错）和（总线关闭）。
8．profibus总线存取协议方式包括主站间的（ 令牌传递方式 ）和主站与从站间的（ 主从方式 ）。
9．lonworks控制网络主要包括（lonworks现场控制节点）、（通信介质）和（通信协议）三大部分。
10．profibus总线中提供了( rs484传输 )、iec1158-2传输 )和( 光纤传输 )三种传输技术。
11．在介绍过的交换技术中，通信之前需要事先建立连接的是( 线路交换 )和（虚电路分组交换）。
二、 简答题(本大题共5小题，每题6分，共30分)
1.什么是现场总线技术？其技术特点有哪些？（6分）
iec对现场总线的定义：现场总线是一种应用于生产现场，在现场设备之间、现场设备与控制装置之间实行双向、串行、多节点数字通信的技术。
技术特点有：系统的开放性；互操作性；通信的实时性与确定性；现场设备的智能与功能自治性；对现场环境的适应性。
2．can的数据链路层中分哪两个子层？它们的主要功能是什么？（6分）
答：can的数据链路层中分逻辑链路控制子层llc和**访问控制子层mac。
llc子层的主要功能是：为数据传送和远程数据请求提供服务，确认由llc子层接收的报文实际已接收，并为恢复管理和通知超载提供信息。
mac子层的主要功能是：传送规则，亦即控制帧结构、执行仲裁、错误检测、出错标定和故障界定。
3．总线仲裁的定义是什么？
参***：总线仲裁是指对总线冲突的处理过程，根据某种仲裁规则来确定下一时刻具有总线占有权的设备。
4. profibus总线分为哪三个版本？各自的特点是什么？（6分）
答：profibus总线分为profibus-pa、profibus-dp和profibus-fms三个版本。
1)profibus-pa：专门为过程自动化设计，标准的本质安全的传输技术，实现了iec1158-2中规定的通信规程。用于对安全性要求高的场合及由总线供电的站点。
(2)profibus-dp：经过优化的高速、廉价的通信连接，专为自动控制系统和设备级分散i/o之间通信设计，使用profibus-dp模块可取代**昂贵的24v或0～20ma并行信号。用于分布式控制系统的高速数据传输。
(3)profibus-fms解决车间级通用性通信任务，提供大量的通信服务，完成中等传输速度的循环和非循环通信任务，用于一般自动化控制。
5．can报文帧划分哪4种类型？（6分）
答：can报文帧划分为数据帧，远程帧，出错帧和超载帧。
数据帧用于从发送器到接收器之间传送所携带的数据；远程帧用于请求其他节点为他发送具有规定标识符的数据帧；出错帧由检测出总线错误的节点发出，用于向总线通知出现了错误；超载帧由出现超载的接收器发出，用于在当前和后续的数据帧之间增加附加迟延，以推迟接收下一个数据帧。
三、 问答题(本大题共4小题，每题10分，共40分)
1．什么是osi参考模型？各层的主要功能是什么？ （10分）
答：osi模型基于国际标准化组织iso的建议，各层使用国际标准化协议。可理解为当数据从一个站点到达另一个站点的工作分割成7种不同的任务，而且这些任务都是按层次来管理。
这一模型被称作 iso/ osi开放系统互联参考模型，因为它是关于如何把相互开放的系统连接起来的，所以常简称它为osi模型。
物理层：位于网络模型的最低层，它通过传输介质将各站点连接起来，组成物理通路，以便数据流通过。
数据链路层：作用是进行差错检测和流量控制，实现二进制数据流的传输。
网络层：负责路由选择和拥塞控制，并使不同种网络实现互联。
传输层：提供一个通道，实现点到点的可靠数据传输。
会话层：为不同计算机上的用户建立会话关系，并管理数据的交换。
表示层：实现不同数据格式的编码之间的转换，以及数据的压缩、加密、解密等。
应用层：为端点用户提供服务，如文件传送、网络管理等、远程登录等。
2．报文分组交换技术的分类哪两类？及各自特点是什么？（10分）
答：报文分组交换技术在实际应用中又分为两类：数据报方式与虚电路方式。
数据报方式的特点是：
1）同一报文的不同报文分组可以由不同的传输路径通过通信网络。
2）同一报文的不同报文分组到达目的节点时可能出现乱序、重复和丢失现象。
3）每一个报文分组在传输过程中都必须带有目的地址和源地址。
4）数据报方式报文传输延迟较大，适用于突发性通信，不适用于长报文、会话式通信。
虚电路方式的特点是：
1）在每次报文发送之前，必须在发送方与接收方之间建立一条逻辑连接。
2）一次通信中所有报文分组都从这条逻辑连接的虚电路上通过，因此报文分组不必带目的地址、源地址等辅助信息，报文分组到达目的节点不会出现丢失、重复和乱序的现象。
3）报文分组通过每个虚电路的节点时，节点需要做差错检测，而不需要做路径选择。
4）通信网络中每个节点可以和任何节点建立多条虚电路连接。
3. csma/cd和tokenbus介质访问控制方法的主要特点是什么？(10分)
答：（1）csma/cd介质访问控制方法算法简单，易于实现。目前有多种vlsi可以实现csma/cd方法，这对降低ethernet成本、扩大应用范围是非常有利的。
2）csma/cd是一种用户访问总线时间不确定的随机竞争总线的方法，适用于办公自动化等对数据传输实时性要求不严格的应用环境。
3）csma/cd在网络通信负荷较低时表现出较好的吞吐率与延迟特性。但是，当网络通信负荷增大时，由于冲突增多，网络吞吐率下降、传输延迟增加，因此csma/cd方法一般用于通信负荷较轻的应用环境中。
确定型介质访问控制方法tokenbus有以下几个主要的特点：
1）tokenbus网中结点两次获得令牌之间的最大间隔时间是确定的，因而适用于对数据传输实时性要求较高的应用环境，如生产过程控制领域。
2）tokenbus在网络通信负荷较重时表现出很好的吞吐率与较低的传输延迟，因而适用于通信负荷较重的应用环境。
3）tokenbus不足之处在于它们都需要复杂的环维护功能，实现较困难。
4．简述lonworks通信协议―――lontalk的特点。（10分）
答：lontalk协议具有如下特点：
1）发送的报文都是短数据（通常为几个到几十个字节）；
2）通信带宽不高（几kbps到2mbps）；
3）网络上的节点通常是低成本、低维护量的单片机；
4）支持多种通信介质和不同规模的网络；
5）支持可靠通信，包括防范未经授权使用系统；
6）支持混合介质和不同通信速度构成的网络；
7）允许节点间的任意连通；
8）提供对节点透明的接口；
9）为产品的互操作性提供有效机制，使不同制造商的产品共享标准物理量的信息。
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