1、计算机专业基础综合（物理层）模拟试卷 1 及答案与解析一、单项选择题1-40 小题，每小题 2 分，共 80 分。下列每题给出的四个选项中，只有一个选项是最符合题目要求的。1 关于数据和信号，下列说法中正确的是( )。（A）模拟数据和数字数据只能分别用模拟信号和数字信号来传输（B）模拟数据和数字数据既可以用模拟信号又可以用数字信号来传输（C）计算机网络中只能传输数字数据不能传输模拟数据（D）模拟信号和数字信号不能互相转换2 如果要实现半双工的通信，那么通信双方至少需要( )。（A）1 条信道（B） 2 条物理线路（C） 2 条信道（D）1 条物理线路3 RS232-C 接口规范所处的层次是 (
2、 )。（A）物理层（B）数据链路层（C）网络层（D）传输层4 某信道带宽为 10 kHz，编码采用 32 种不同的物理状态来表示数据，则在无噪声环境下，该信道的最大数据传输速率是( )。（A）50 kbps（B） 100 kbps（C） 200 kbps（D）400 kbps5 有关曼彻斯特编码的正确叙述是( )。（A）每个信号起始边界作为时钟信号有利于同步（B）将时钟与数据取值都包含在信号中（C）这种模拟信号的编码机制特别适合传输声音（D）每位的中间不跳变表示信号的取值为 06 在带宽为 4 kHz 的信道上，如果有 4 种不同的物理状态来表示数据，若信噪比SN 为 30 dB，按香农定理，
3、最大限制的数据速率为( )。（A）6 kbps（B） 16 kbps（C） 40 kbps（D）56 kbps7 如果有 2 000 比特的数据通过一个 1 Mbps 的网卡进行传输，所产生的发送时延是( )。（A）2 s（B） 02 s（C） 002 s（D）0002 s8 如果采用同步 TDM 方式通信，为了区分不同数据源的数据，发送端应该采取的措施是( ) 。（A）在数据中加上数据源标志（B）在数据中加上时间标志（C）各数据源使用固定的时间片（D）各数据源使用随机时间片9 与同步 TDM 相比，统计 TDM 需要解决的特殊问题是( )。（A）性能问题（B）线路利用率问题（C）成帧与同步（
4、D）差错控制10 在脉冲起始时刻，有无跳变来表示“0” 和“1” ，在脉冲中间时刻始终发生跳变的编码是( ) 。（A）非归零码（B）曼彻斯特编码（C）差分曼彻斯特编码（D）8B10B11 两台计算机利用电话线路传输数据时，必备的设备是( )。（A）调制解调器（B）网卡（C）中继器（D）集线器12 可以将模拟数据编码为数字信号的方法有( )。（A）PCM（B） PSK（C） QAM（D）曼彻斯特编码13 调制解调器使用幅移键控和相移键控，在波特率为 1 000 波特的情况下数据速率达到 4 000 bps，若采用 4 种相位，则每种相位有 ( )种幅值。（A）2（B） 3（C） 4（D）514
5、传送数字信号的多路复用技术是( )。（A）FDM（B）同步 TDM（C）异步 TDM（D）B 和 C15 不同的交换方式具有不同的性能。如果要求数据在网络中的传输延时最小，应选用的交换方式是( ) 。（A）电路交换（B）报文交换（C）分组交换（D）信元交换16 在数据交换过程中，报文的内容不按顺序到达目的结点的是( )。（A）电路交换（B）报文交换（C）虚电路（D）数据报17 下列关于虚电路的说法中，错误的是( )。（A）数据传输过程中，所有分组均按照相同路径传输（B）资源利用率高（C）每个分组占用线路的开销比数据报方式要小（D）存在一定的延迟，主要原因是在交换机之间分组存储一转发造成的延迟二
6、、综合应用题41-47 小题，共 70 分。18 物理层要解决什么问题?物理层的主要特点是什么? 试给出数据通信系统的模型并说明其主要组成构件的作用。19 解释名词：数据、信号、模拟数据、模拟信号、数字数据、数字信号、单工通信、半双工通信、全双工通信。20 物理层的接口有哪几个特性?各包含什么内容?21 基带信号与宽带信号的传输各有什么特点?22 传播时延、发送时延和重发时延各自的物理意义是什么?23 数据链路(即逻辑链路)与链路(即物理链路) 有何区别?“ 电路接通了” 与“数据链路接通了”的区别何在 ?计算机专业基础综合（物理层）模拟试卷 1 答案与解析一、单项选择题1-40 小题，每小题
7、 2 分，共 80 分。下列每题给出的四个选项中，只有一个选项是最符合题目要求的。1 【正确答案】 B【试题解析】 此题考查的知识点是数据和信号的概念。计算机网络中传输的数据既包括模拟数据也包括数字数据。信号是数据的编码形式，模拟数据和数字数据可以通过相应的设备转换为模拟信号或名数字信号进行传输，因此模拟信号和数字信号在一定条件下是可以相互转换的。【知识模块】 物理层2 【正确答案】 C【试题解析】 此题考查的知识点是信道的概念。信道是传输信号的通道，信道与物理线路不完全等同，一条物理线路可以复用多条信道。半双工通信指双方可以发送信息但是不能同时发送，需要两条信道，因此 C 正确。A 明显错，
8、B 和 D 混淆了物理线路和信道的概念。【知识模块】 物理层3 【正确答案】 A【试题解析】 本题考查物理层接口特性。RS232 是物理层通信接口，其规范也处于物理层，答案是 A。【知识模块】 物理层4 【正确答案】 B【试题解析】 此题考查的知识点是香农定理。本题中 W=10 kHz，根据奈奎斯特定理，波特率为 B=2W=20 kHz，无噪声环境下信道的最大数据传输率与最大码元传输率之间的关系为：R=Blog 2M，其中 M 为模式的数目，则可以计算得出R=20 000log232=100 kbps，因此 B 正确。【知识模块】 物理层5 【正确答案】 B【试题解析】 本题目主要考查“编码与
9、解码”。曼彻斯特编码，也叫作相位编码，是一种同步时钟编码技术，被物理层使用来编码一个同步位流的时钟和数据。曼彻斯特编码被用在以太网媒介系统中。在曼彻斯特编码中，每一位的中间有一跳变，位中间的跳变既作时钟信号，又作数据信号；从低到高跳变表示“0”，从高到低跳变表示“1”。还有一种是差分曼彻斯特编码，每位中间的跳变仅提供时钟定时，而用每位开始时有无跳变表示“0”或 “1”，有跳变为“0”，无跳变为“1”。两种曼彻斯特编码都是将时钟和数据包含在数据流中，在传输代码信息的同时，也将时钟同步信号一起传输到对方，每位编码中有一跳变，不存在直流分量，因此具有自同步能力和良好的抗干扰性能。但每一个码元都被调成
10、两个电平，所以数据传输速率只有调制速率的 12。就是说主要用在数据同步传输的一科编码方式。在曼彻斯特编码中，用电压跳变的相位不同来区分 1 和 0，即用正的电压跳变表示 0，用负的电压跳变表示 1。因此，这种编码也称为相位编码。由于跳变都发生在每一个码元的中间，接收端可以方便地利用它作为位同步时钟，因此，这种编码也称为自同步编码。综上所述，应选 B，将时钟与数据取值都包含在信号中的一种编码技术。【知识模块】 物理层6 【正确答案】 C【试题解析】 此题考查的知识点是香农定理。本题中 W=4 000 Hz，5N=1 000，根据香农定理，最大数据传输率=Wlog 2(1+SN)40 kbps，因
11、此 C 正确。【知识模块】 物理层7 【正确答案】 D【试题解析】 此题考查的知识点是时延。发送时延是结点在发送数据时使报文或分组从结点进入到传输介质所需要的时间，计算公式为发送时延=报文或分组长度信道数据传输率=2 0001 000 000=0002 s，因此 D 正确。【知识模块】 物理层8 【正确答案】 C【试题解析】 此题考查的知识点是多路复用。同步 TDM，每个用户所占用的时隙周期性地出现，因此区分不同数据源只需按该数据源所使用时间片出现的周期即可，因此 C 正确。【知识模块】 物理层9 【正确答案】 C【试题解析】 此题考查的知识点是多路复用。统计 TDM 是按需动态地分配时隙，每
12、个时隙必须有用户的地址信息，可以按照字节、位或帧进行复用，因此需要解决好传输过程中的成帧和同步问题，C 正确。【知识模块】 物理层10 【正确答案】 C【试题解析】 此题考查的知识点是编码。差分曼彻斯特编码规则是若码元为 1，则其前半个码元的电平与上一个码元的后半个的电平一样，即无跳变；若码元为0，则其前半个码元的电平与上一个码元的后半个的电平相反，即有跳变，因此答案为 C。【知识模块】 物理层11 【正确答案】 A【试题解析】 此题考查的知识点是调制。计算机上存储的数据是数字数据，普通电话线上只能传输模拟信号，因此需要用调制解调器来调制数字数据和模拟信号，答案为 A。【知识模块】 物理层12
13、 【正确答案】 A【试题解析】 此题考查的知识点是编码和调制。数据转换为模拟信号的过程称为调制，数据变换为数字信号的过程称为编码。PSK、QAM 均为调制的方法，曼彻斯特编码是数字数据编码为数字信号的方法，因此答案为 A。【知识模块】 物理层13 【正确答案】 C【试题解析】 此题考查的知识点是调制。因为 B=1 000，C=4 000 bps，由C=Blog2L 得知 L=16，当相位数量为 4 时，每个相位有 4 种幅值，因此正确答案为C。【知识模块】 物理层14 【正确答案】 D【试题解析】 本题目主要考查信道划分介质访问控制，涉及的知识点有多路复用技术，FDM 和 TDM 的区别，以及
14、同步和异步 TDM 的区别。在数据通信系统或计算机网络系统中，传输媒体的带宽或容量往往超过传输单一信号的需求，为了有效地利用通信线路，希望一个信道同时传输多路信号，这就是所谓的多路复用技术。采用多路复用技术能把多个信号组合起来在一条物理信道上进行传输，在远距离传输时可大大节省电缆的安装和维护费用。频分多路复用和时分多路复用是两种最常用的多路复用技术。频分多路复用 FDM：在物理信道的可用带宽超过单个原始信号所需带宽情况下，可将该物理信道的总带宽分割成若干个与传输单个信号带宽相同(或略宽)的子信道，每个子信道传输一路信号，这就是频分多路复用。多路原始信号在频分复用前，先要通过频率搬移技术将各路信
15、号的频谱搬移到物理信道频谱的不同段上，即使信号的带宽不相互重叠，这可以通过采用不同的载波频率进行调制来实现。时分多路复用 TDM：若媒体能达到的位传输速率超过传输数据所需的数据传输速率，则可采用时分多路复用技术，也即将一条物理信道按时间分成若干个时间片轮流地分配给多个信号使用。每一时间片由复用的一个信号占用，而不像 FDM 那样，同一时间同时发送多路信号。这样，利用每个信号在时间上的交叉，就可以在一条物理信道上传输多个数字信号。这种交叉可以是位一级的，也可以是由字节组成的块或更大的信息组。同步时分多路复用，它的时间片是预先分配好的，而且是固定不变的，因此各种信号源的传输定时是同步的。与此相反，
16、异步时分多路复用允许动态地分配传输媒体的时间片。时分多路复用 TDM 不仅仅局限于传输数字信号，也可以同时交叉传输模拟信号。另外，对于模拟信号，有时可以把时分多路复用和频分多路复用技术结合起来使用。一个传输系统，可以频分成许多条子通道，每条子通道再利用时分多路复用技术来细分。在宽带局域网络中可以使用这种混合技术。【知识模块】 物理层15 【正确答案】 A【试题解析】 本题考查三种交换方式的性能，这里信元交换主要应用在 ATM，是分组交换的一种，分组交换比报文交换的延时小，而电路交换采用独占链路，因此其延时最小，答案为 A。【知识模块】 物理层16 【正确答案】 D【试题解析】 此题考查的知识点
17、是数据报。电路交换和报文交换都是完整的报文传输，不存在顺序的问题；虚电路通过建立逻辑电路来保证报文内容按顺序到达；数据报传输中，每个分组是独立选择路由的，可能造成到达时有先有后，因此答案为 D。【知识模块】 物理层17 【正确答案】 D【试题解析】 此题考查的知识点是虚电路。虚电路传输方式需要事先在通信双方之间建立逻辑链路，一旦逻辑链路建成，此后的分组传输将根据虚电路表迅速地被转发，造成延迟的主要原因是虚电路的建立时间而不是交换机之间的存储一转发过程，因此答案为 D。【知识模块】 物理层二、综合应用题41-47 小题，共 70 分。18 【正确答案】 (1)物理层考虑的是怎样才能在连接各种计算
18、机的传输媒体上传输数据比特流，而不是指连接计算机的具体的物理设备或具体的传输媒体。 (2)现有的网络中物理设备和传输媒体种类繁多，通信手段也有许多不同的方式。物理层的作用正是要尽可能地屏蔽掉这些差异，使数据链路层感觉不到这些差异，这样数据链路层只需要考虑如何完成本层的协议和服务，而不必考虑网络具体的传输媒体是什么。物理层的重要任务是确定与传输媒体的接口的一些特性。 (3)一个数据通信系统可划分为三大部分：源系统(发送端)、传输系统(或传输网络)和目的系统(接收端)。 源系统一般包括以下两个部分： 源点：源点设备产生要传输的数据。例如正文输入到 PC，产生输出的数字比特流。 发送器：通常源点生成
19、的数据要通过发送器编码后才能在传输系统中进行传输。例如，调制解调器将 PC 输出的数字比特流转换成能够在电话线上传输的模拟信号。 目的系统一般包括以下两部分： 接收器：接收传输系统传送过来的信号，并将其转换为能够被目的设备处理的信息。例如，调制解调器接收来自传输线路上的模拟信号，并将其转换成数字比特流。 终点：终点设备从接收器获取传送过来的信息。【知识模块】 物理层19 【正确答案】 数据：是运送信息的实体。信号：是数据的电气的或电磁的表现。模拟数据：运送信息的模拟信号。模拟信号：连续变化的信号。数字数据：取值为不连续数值的数据。数字信号：取值为有限的几个离散值的信号。单工通信：即只有一个方向
20、的通信而没有反方向的交互。半双工通信：即通信的双方都可以发送信息，但不能双方同时发送(当然也不能同时接收)。这种通信方式是一方发送另一方接收，过一段时间再反过来。全双工通信：即通信的双方可以同时发送和接收信息。【知识模块】 物理层20 【正确答案】 (1)机械特性：指明接口所用的接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置，等等。(2)电气特性：指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。(3)功能特性：指明某条线上出现的某一电平的电压表示何意。(4)规程特性：说明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。【知识模块】 物理层21 【正确答案】 基带信号将数字 1 和 0 直接用两种不同的电压
21、表示，然后送到线路上传输。宽带信号是将基带信号调制后形成的频分复用模拟信号。采用基带信号传输，一条电缆只能传输一路数字信号，而采用宽带信号传输，一条电缆中可同时传送多路数字信号，提高了线路的利用率。【知识模块】 物理层22 【正确答案】 传播时延是指电磁波在信道中传输所需要的时间。它取决于电磁波在信道上的传输速率以及所传播的距离。发送时延是发送数据所需要的时间。它取决于数据块的长度和数据在信道上的发送速率。重发时延是因为数据在传输中出了差错就要重新传送，因而增加了总的数据传输时间。【知识模块】 物理层23 【正确答案】 (1)数据链路与链路的区别在于数据链路除链路外，还必须有一些必要的规程来控制数据的传输。因此，数据链路比链路多了实现通信规程所需要的硬件和软件。(2)“电路接通了”表示链路两端的结点交换机已经开机，物理连接已经能够传送比特流了。但是，“ 电路接通了 ”不表示能进行数据传输。在物理连接基础上，再建立数据链路连接，才是“ 数据链路接通了 ”。此后，由于数据链路连接具有检测、确认和重传等功能，才使不大可靠的物理链路变成可靠的数据链路，进行可靠的数据传输。当数据链路断开连接时，物理电路连接不一定跟着断开。【知识模块】 物理层
