Zigbee网络原理与应用教案[精选]

第一篇：Zigbee网络原理与应用教案[精选]

计算机与信息技术学院

课程教案

专业物联网工程

课程Zigbee网络原理与应用 讲授人姚建峰

2015 年 9月10日

(一)课程名称： Zigbee网络原理与应用(二)学时学分：周4学时，3学分

(三)预修课程：电子线路、数字逻辑、计算机组成原理、高级语言程序设计(四)使用教材

ZigBee技术与实训教程――基于CC2530的无线传感网技术，清华大学出版社，2014年5月第1版

(五)教学参考书(3本以上)

1、李文仲编著：《Zigbee2006无线网络与无线定位实战》，北京航空航天大学出版社，2008年1月第1版；

2、王小强编著：《Zigbee无线传感器网络设计与实现》，化学工业出版社，2012年6月第1版；

3、郭渊博编著：《Zigbee技术与应用》，国防工业出版社，2010年6月第1版。

（六）教学方法：课堂讲授，课堂演示，师生互动，理论与实验结合教学。(七)教学手段：多媒体教学。(八)考核方式：闭卷考试。

(九)学生创新精神与实践能力的培养方法：结合实验、具体应用、小组讨论等方式使学生掌握Zigbee技术开发的基本方法，提高学生分析问题和解决问题的能力，培养学生的动手能力和创新能力。

(十)其它要求：严格考勤，学生课堂表现和实验完成情况占学生成绩的30%，期末成绩占70%。

第一章无线传感器网络

教学时数：2学时

教学目的与要求：主要让学生理解无线传感网络的主要概念，了解无线传感网络的发展历程、研究现状与研究前景、应用领域，掌握无线传感网络的特点、网络体系结构、关键技术。

教学重点：无线传感器网络体系结构。教学难点：无线传感器网络的关键技术。

第一节无线传感器网络概述(了解)1.无线传感器网络的概念：

无线传感器网络就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息，并发送给观察者。传感器、感知对象和观察者构成了无线传感器网络的三个要素。

2.无线传感器网络的发展历程：

第一阶段:最早可以追溯至越战时期使用的传统的传感器系统。当年美越双方在密林覆盖的“胡志明小道”进行了一场血腥较量，“胡志明小道”是胡志明部队向南方游击队输送物资的秘密通道，美军对其进行了狂轰滥炸，但效果不大。后来，美军投放了2万多个“热带树”传感器。“热带树”实际上是由震动和声响传感器组成的系统，它由飞机投放，落地后插入泥土中，只露出伪装成树枝的无线电天线，因而被称为“热带树”。只要对方车队经过，传感器探测出目标产生的震动和声响信息，自动发送到指挥中心，美机立即展开追杀，总共炸毁或炸坏4.6万辆卡车。

第二阶段:二十世纪80年代至90年代之间。主要是美军研制的分布式传感器网络系统、海军协同交战能力系统、远程战场传感器系统等。这种现代微型化的传感器具备感知能力、计算能力和通信能力。因此在1999年，商业周刊将传感器网络列为21世纪最具影响的21项技术之一。

第三阶段:21世纪开始至今，也就是9·11事件之后。这个阶段的传感器网络技术特点在于网络传输自组织、节点设计低功耗。除了应用于反恐活动以外，在其它领域更是获得了很好的应用，所以2002年美国国家重点实验室－－橡树岭实验室提出了“网络就是传感器”的论断。

3.无线传感器网络研究现状：

（1）国外无线传感器网络的研究现状

1998年，美国国防部提出了“智能尘埃”的概念，最先开始无线传感器网络技术的研究，目的是为监控敌方的活动情况而不被察觉。2001年，美国陆军提出“灵巧传感器网络通信”计划，将无人值守式弹药、传感器和未来战斗系统

第二篇：激光原理与应用教案

激光原理与应用教案

一.绪论

本节课教学目标：

让学生了解激光的历史，激光形成及发展、理论体系的形成。

让学生了解激光科学的分支及激光在军事、信息技术、医疗等方面的应用；

本节课教学内容：

1．激光的概念：

激

光——利用受激辐射的光放大。

LASER——Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation 2． 激光的发现：

最早在1917年——Einstein首次预言受激辐射激光，历史上首先在微波波段实现量子放大（1953），1954年——C.H.Townes, I.P.Gorden, H.J.Zeiger 使用NH3分子射束实现Maser向更短波长进发——ammonia beam maser，1958年——A.L.Schawlow, C.H.Townes, A.M.PoxopoB提出将Maser原理推广到光波段——laser，1960年——T.H.Maiman of Bell Lab 红宝石 首次实现laser l=6943Å 红光（早期的名称：莱塞、光量子振荡器、光激射器 受激光，“激光”——钱学森在1963年提出。61年 中国（亚洲）第一台激光器诞生在长春（长春光机所和光机学院），由王之江院士发明。

激光科学技术发展的基础学科——光谱学，物理光学，固体物理，物质结构，无线电电子学。推动力——广阔的应用领域：核聚变，加工，热处理，通讯，测距，计量，医疗可调谐性和超短脉冲——高时间、空间分辨、能量分辨。

3．激光与普通光源的区别？

（1）良好的单色性。单色性指光源发射的光波长范围很小，测距。（2）良好的方向性。激光的光束几乎只沿着一个方向传输。测距，通信。（3）高亮度。激光功率集中在极小的空间范围内。切割，手术，军事。（4）极好的相干性。各列波在很长的时间内存在恒定的相位差。精确测距。4．激光的应用。

（1）信息科学领域。激光雷达，空间通信。

（2）医学领域。激光穿心术，激光眼科手术，激光牙科手术。

（3）工业领域。激光切割，激光打孔，飞秒激光微加工，激光全息，激光电视。（4）能源方面。激光受控核聚变，神光装置。

（5）军事领域。低能和高能激光武器，太空武器等，激光测距。

5．激光器的组成

激光器由泵浦源，工作物质和谐振腔组成。

由外界激励源的激发在工作物质的能级之间实现粒子数反转分布是形成激光的内在依据。光学谐振腔是形成激光的外部条件。

本节课教学手段与方法：

采用多媒体形式。播放了世界上第一台激光器的发明电影短片，并采用丰富的图片总结性地讲述激光与普通光源的区别和激光广泛的应用。

第一章 辐射理论概要与激光产生的条件

§1.光的波粒二象性

本节课教学目标：

让学生光的本质及光的经典理论。

本节课教学内容： 1．光波

电磁波理论虽然使光的波动说一度占领了光学领域，但19世纪末，实践中遇到的光与物质相互作用的许多 现象却无法解释，如黑体辐射、光的吸收与发射、光电效应、光化学反应等。1905年，爱因斯坦发展了普朗克的量子假说，在一种全新的物理意义上提出了光子学说。爱因斯坦认为光子既是粒子、同时又是波。光在与物质相互作用时粒子性明显，光在传播中则波动性突出。光的这种粒子性和波动性相互对立又并存的性质，叫做光的“波粒二象性”。

光波是一种电磁波，是E和B的振动和传播。习惯上把电矢量叫做光矢量。光速、频率和波长三者的关系

υcυ(0)2．单色平面波

波面——相位相同的空间各点构成的面

平波面——波面是彼此平行的平面,且在无吸收介质中传播时,波的振幅保持不变。

单色平波面——具有单一频率的平面波。

实际上任何光波都不可能是全单色的，总有一定的频率宽度。当△v＜＜v0时，就叫准单色波。

简谐波——理想单色平面波

简谐波方程： UU0cos(t)U0cos(tzc)

2t2zUU0cos(tz)U0cos()cT3．光子

在真空中一个光子的能量为，动量为P，则它们与光波频率，波长之间的关系：

hνhνhh2hPn0n0n0kc22式中h是普朗克常数，h=6.63×10-34J•S 本节课教学手段与方法：

采用多媒体形式。用丰富的图片来说明光的经典理论。

§2.原子的能级和辐射跃迁

本节课教学目标：

理解原子能级和简并度、原子状态的标记； 掌握玻尔兹曼分布、辐射跃迁和非辐射跃迁

本节课教学内容：

1.原子中电子的状态由下列四个量子数来确定

（1）主量子数n，n＝1，2，3，„代表电子运动区域的大小和它的总能量的主要部分。

(n（2）辅量子数l, l 

0 ,1 ,2 

 1)代表轨道的形状和轨道角动量，这也同电子的能量有关。

（3）磁量子数（即轨道方向量子数）m=0，±1，±2，±l„ 代表轨道在空间的可能取向，即轨道角动量在某一特殊方向的分量

（4）自旋量子数（即自旋方向量子数）ms= ±1/2，代表电子自旋方向的取向，也代表电子自旋角动量在某一特殊方向的分量

2.电子具有的量子数不同，表示有不同的电子运动状态

（1）电子的能级，依次用E0，E1，E2，„ En表示（2）基态：原子处于最低的能级状态

（3）激发态：能量高于基态的其它能级状态

3.玻尔兹曼分布

现考虑由n0个相同原子(分子或离子)组成的系统，在热平衡条件下，原子数按能级分布服从波尔兹曼定律

nigieEi kT

nmgmenngn(EmEn)kT分别处于Em和En能级上的原子数nm和nn必然满足下一关系

4．辐射跃迁和非辐射跃迁

（1）辐射跃迁：发射或吸收光子从而使原子造成能级间跃迁的现象

（2）非辐射跃迁：原子在不同能级跃迁时并不伴随光子的发射和吸收，而是把多余的能量传给了别的原子或吸收别的原子传给它的能量。

本节课教学手段与方法：

采用多媒体形式。

先复习原子的四个量子数，再对简并、简并度进行定义。阐明在热平衡情况下，处于高能态的粒子数总是小于处于低能态的粒子数的这一规律。最后介绍原子的辐射跃迁和非辐射跃迁。

§3.光的受激辐射

本节课教学目标：

了解光与物质的相互作用，掌握这种相互作用中的受激辐射过程是激光器的物理基础，根据光与物质的相互作用物理模型分析空腔黑体的热平衡过程，从而导出爱因斯坦三系数之间的关系。

本节课教学内容：

一、经典的辐射理论引用偶极子的概念，反映了光的发射和吸收过程的规律；

二、黑体热辐射的实验现象；

三、光和物质的相互作用（重点、难点）

1.爱因斯坦粒子模型——粒子只有间距为hv=E2－E1(E2＞E1)的二个能级,且它们符合辐射跃迁选择定则。

2.光频电磁场与物质的三种相互作用过程——(1).自发发射、(2).受激辐射、(3).受激吸收以及各个过程的特点、系数、各系数的物理意义；

四、爱因斯坦三系数的相互关系的推导，五、自发辐射功率与受激辐射功率的计算（重点）

讨论: 创造条件，增大受激辐射程度的方法。

本节课教学手段：

采用多媒体形式。

先介绍经典的辐射理论，反映了光的发射和吸收过程的规律、再介绍黑体热辐射，重点介绍光和物质的相互作用过程、爱因斯坦粒子模型，讲解清楚电磁场与物质的三种相互作用过程的特点、系数、各系数的物理意义。最后导出自发辐射功率与受激辐射功率的计算和比较，引导学生讨论创造怎样的条件，可增大受激辐射程度，达到激光的目的。

§4.光谱线增宽

本节课教学目标：

了解光谱线型对光与物质的作用的影响，分析引起谱线加宽的各种物理机制,并根据不同的物理过程求出g(ν,ν。)的具体函数形式。

本节课教学内容：

一、光谱线，线型和光谱线宽度

1．原子辐射的波不是单色的，而是分布在中心频率(E2-E1)/h附近一个很小的频率范围内。

2.就每一条光谱线而言，在有限宽度的频率范围内，光强的相对强度也不一样。

二、自然增宽（重点）

1.经典理论——描述原子内部电子的运动,其物理模型就是按简谐振动或阻尼振动规律运动的电偶极子,称为简谐振子。

2．衰减振动不是简谐振动，因此原子辐射的波不是单色的，谱线具有有限宽度。

3．自然增宽: 作为电偶极子看待的原子作衰减振动而造成的谱线增宽。

νN2fN(ν)

4．自然增宽的谱线型函数：（难点）

(νν0)2(νN2)2

5.量子解释——测不准关系，对原子的能级来说，时间的不确定值就是原子的平均寿命，则能级有一定宽度。

三、碰撞增宽（重点）

1．自然增宽是假设原子彼此孤立并且静止不动所造成的谱线增宽。而碰撞增宽是考虑了发光原子间的相互作用造成的，碰撞使原子发光中断或光波位相发生突变，即使发光波列缩短。fc(ν)2．碰撞增宽的谱线型函数：

四、多普勒增宽

多普勒增宽——光源与接收器相对运动引起的频移导致的谱线增宽。

νc2(νν0)2(νc2)2本节课教学手段：

采用多媒体形式。

先介绍原子在发辐射过程中，各种因素的影响,自发辐射并不是单色的,而是分布在中心频率(E2-E1)/h附近一个很小的频率范围内。引入谱线加宽的概念。定义线型函数为

f()I()I0I()I()d再分析引起谱线加宽的各种物理机制,并根据不同的物理过程求出f（ν）的具体函数形式。

§5.激光形成的条件

本节课教学目标：

掌握产生激光的基本条件 ——激发射占优势、产生激光必须具备的三个条件；

本节课教学内容：

一、介质中光的受激辐射放大（重点、难点）

1.要能形成激光，首先必须使介质中的受激辐射大于受激吸收。

2.光束在介质中的传播规律

3.介质中产生受激光放大的条件、增益介质与增益系数。

二、光学谐振腔和阈值条件

1.满足了以上两个条件后，还要采取什么措施使受激辐射成为增益介质中的主要发光过程，而不是自发辐射？

2.要使受激辐射几率远大于自发辐射几率，3.光学谐振腔的作用；

4．产生激光必须具备的条件（重点）

（1）激励能源——把介质中的粒子不断地由低能级抽运到高能级去

（2）增益介质——能在外界激励能源的作用下形成粒子数密度反转分布状态

本节课教学手段：

采用多媒体形式。

介绍光放大的条件——集居数反转。一定的条件下物质的光吸收可以转化为自己的对立面——光放大；引进光放大物质的增益系数与增益曲线；再介绍自激振荡概念，以及激光器应包括光放大器和光谐振腔两部分，最后导出产生激光必须具备的条件。

第二章 激光器的工作原理

§1.光学谐振腔结构与稳定性

本节课教学目标：

了解光学谐振腔的作用，它是理解激光的相干性、方向性、单色性等一系列重要特性，进行激光器件的设计和装调的基础，也是研究和掌握激光本技术和应用的基础。根据几何偏折损耗的高低．开放式 光腔可以分为稳定腔和非稳腔。

本节课教学内容：

一、光学谐振腔结构与稳定性 1．光腔的作用 2．光腔的构成和分类

二、腔 —— 开放式共轴球面光学谐振腔的构成（重点）

三、腔按几何损耗(几何反射逸出)的分类:

四、共轴球面谐振腔的稳定性条件

五、轴球面谐振腔的稳定图及其分类（重点）

六、稳定图: 稳定条件的图示

七、定图的应用（重点、难点）

例(a)要制作一个腔长L＝60cm的对称稳定腔，反射镜的曲率半径取值范围如何？

(b)稳定腔的一块反射镜的曲率半径R1＝4L，求另一面镜的曲率半径取值范围。

本节课教学手段：

采用多媒体形式。

先回顾产生激光的必要条件，引进对光腔问题的研究在激光技术中具有重要的理论和实践意义。再介绍开放式共轴球面光学谐振腔的构成，并根据光腔按几何损耗进行分类以及光腔稳定条件、轴球面谐振腔的稳定图。重点介绍对称共焦腔是最重要和最具有代表性的一种稳定腔。最后用图直观地表示稳定条件——稳定图及稳定图的应用。

§2.速率方程组与粒子数反转

本节课教学目标：

掌握速率方程方法以及速率方程的求解步骤，通过求解速率方程组，了解可实现粒子数反转的几种量子系统。从而知道在光频区, 二能级系统不可能实现粒子数反转；而三能级系统虽然可以实现粒子数反转，但因为下能级为基态，极易积累粒子，对抽运的要求很高，所以不易实现粒子数反转；而四能级系统的下能级不是基态，故阈值抽运强度比三能级系统小，有时甚至可以小3～4个数量级，所以四能级系统较容易实现粒子数反转。

本节课教学内容： 一、二能级三能级系统和四能级系统（重点）

画出各能级系统能级图、列出各能级系统能的速率方程组，求解速率方程组，从

而得到数学解和物理解；分析各能级系统的数学解和物理解，得出结论——二能级系统

不可能产生激光，而四能级系统产生激光要比三能级系统容易得多。

二、考虑谱线增宽再讨论以上情况。（重点）

三、稳态工作时的粒子数密度反转分布

四、小信号工作时的粒子数密度反转分布

1．小信号粒子数密度反转分布

2．小信号粒子数反转的物理条件

五、均匀增宽型介质的粒子数密度反转分布（难点）

六、均匀增宽型介质粒子数密度反转分布的饱和效应（难点）

本节课教学手段：

采用多媒体形式。

先回顾实现粒子数反转的两个必要条件，引入速率方程方法，求解速率方程组，分析粒子系统能否实现粒子数反转的数学解，确定粒子数反转的物理条件。进一步讨论稳态工作时的粒子数密度反转分布，导出小信号粒子数反转的物理条件，再研究均匀增宽型介质的粒子数密度反转分布△n，讨论△n与各种因素的关系，引出△n饱和效应的概念、饱和原因。最后导出饱和光强(饱和参量)Is 的物理意义。

§3.均匀增宽介质的增益系数和增益饱和

本节课教学目标：

从速率方程出发导出激光工作物质的增益系数表示式,分析影响增益系数的各种因素,着重讨论光强增加时增益的饱和行为，导出的增益系数表示式。从而得到结果——在均匀加宽谱线情况下,由于每个粒子对谱线不同频率处的增益都有贡献,所以当某一频率(ν

1)的受激辐射消耗了激发态的粒子时.,也就减少了对其他频率(ν)信号的增益起作用的粒子数。其结果是增益在整个谱线上均匀地下降。于是在均匀加宽激光器中,当一个模振荡后,就会使其他模的增益降低,因而阻止了其他模的振荡。

本节课教学内容

一、均匀增宽介质的增益系数

二、增宽饱和：在抽运速率一定的条件下，当入射光的光强很弱时，增益系数是一个常数；当入射光的光强增大到一定程度后，增益系数随光强的增大而减小。

三、对增益饱和分几种情况讨论（重点）

例.He-Ne激光器中，Ne原子数密度n0＝n1+n2＝l012 cm-3，1/f()＝15×109 s-1，λ＝0.6328m，＝10-7s，g2＝3，g1＝5，又知E2、E1能级数密度之比为4，求此介质的增益系数G值。

本节课教学手段：

采用多媒体形式。

从速率方程出发导出激光工作物质的增益系数表示式,分析影响增益系数的各种因素,着重讨论光强增加时增益的饱和行为。让学生明确：在均匀加宽谱线情况下,由于每个粒子对谱线不同频率处的增益都有贡献,所以当某一频率(ν1)的受激辐射消耗了激发态的粒子时.,也就减少了对其他频率(ν)信号的增益起作用的粒子数。其结果是增益在整个谱线上均匀地下降。于是在均匀加宽激光器中,当一个模振荡后,就会使其他模的增益降低,因而阻止了其他模的振荡。

§4.非均匀增宽介质的增益饱和

本节课教学目标：

因为具有均匀加宽谱线和具有非均匀加宽谱线的工作物质的增益饱和行为有很大差别,由它们所构成的激光器的工作特性也有很大不同,因此将分别予以讨论。所以必须掌握非均匀增宽介质的特点，即不同发光粒子只对光源光谱线的相应部分有贡献。从而导出的增益系数表示式以及反转粒子数—— 烧孔效应。分析可以得到：光波I 使均匀增宽型介质对各种频率的光波的增益系数都下降同样的倍数；而对非均匀增宽型介质它只能引起某个范围内的光波的增益系数下降，并且下降的倍数不同。

本节课教学内容：

一、非均匀增宽介质的增益饱和

1．由于介质内的粒子在作紊乱的热运动，粒子运动的速度沿腔轴方向的分量满足麦克斯韦速度分布律。

2．因为在非均匀增宽工作物质中，每一种特定类型的粒子，只能同某一定频率v 的光相互作用。因此反转粒子数密度△n0 按频率v有一个分布.二、增益系数的计算（重点、难点）

方法:把一条非均匀增宽谱线看作大量线宽极窄的均匀增宽谱线的叠加。

三、非均匀增宽介质稳态粒子数密度反转分布

四、反转粒子数烧孔效应（重点）

五、非均匀增宽介质稳态情况下的增益饱和

本节课教学手段：

采用多媒体形式。

先回顾非均匀增宽特点——不同发光粒子只对光源光谱线的相应部分有贡献。分析影响增益系数以及粒子数反转分布的各种因素,让学生明确：因为在非均匀增宽工作物质中，每一种特定类型的粒子，只能同某一定频率v 的光相互作用。因此反转粒子数密度n0 按频率v有一个分布.着重讲解非均匀增宽增益系数的计算，方法是:把一条非均匀增宽谱线看作大量线宽极窄的均匀增宽谱线的叠加。再介绍非均匀增宽介质稳态粒子数密度反转分布、非均匀增宽介质稳态情况下的增益饱和。引进—— 烧孔效应的概念。让学生了解到(烧孔面积)常用来估算输出激光功率。§5.激光器的损耗与阈值条件

本节课教学目标：

如果谐振腔内工作物质的某对能级处于集居数反转状态,则频率处在它的谱线宽度内的微弱光信号会因增益而不断增强。另一方面,谐振腔中存在的各种损耗,又使光信号不断衰减。能否产生振荡,取决于增益与损耗的大小。本节由增益饱和效应出发估算稳态工作时的腔内平均光强,推导激光器自激振荡的阈值条件。并在此基础上给出粗略估算输出功率的方法。

本节课教学内容：

一、损耗

1．内部损耗——增益介质内部由于成分不均匀、粒子数密度不均匀或有缺陷而使光产生折射、散射等使部分光波偏离原来的传播方向，造成光能量的损耗。2．镜面损耗

二、激光器内形成稳定光强的过程（重点）

三、阈值条件

四、对介质能级选取的讨论

例：实验测得He-Ne激光器以波长 λ＝0.6328工作时的小讯号增益系数为G0＝310－4/d(cm-1)，d为腔内毛细管内径(cm)。以非均匀增宽计算腔内光强I＝50W／cm2的增益系数G(设饱和光强Is＝30W／cm2时，d＝1mm)，并问这时为保持振荡稳定，两反射镜的反射率(设r1＝r2，腔长0.1m)最小为多少(除透射损耗外，腔内其它损耗的损耗率a内＝910－4cm-1)?又设光斑面积A＝0.11mm2，透射系数t＝0.008，镜面一端输出，求这时输出功率为多少毫瓦。

本节课教学手段与方法：

采用多媒体形式。

先回顾 ——产生激光的三个必要条件：1.工作物质 2.激励能源3.光学谐振腔再讨论对光学谐振腔, 要获得光自激振荡, 须令光在腔内来回一次所获增益,至少可补偿传播中的损耗.，研究谐振腔的损耗与阈值条件。通过研究激光器内形成稳定光强的过程，推导出形成激光所要求的增益系数的条件、激励能源对介质粒子的抽运一定要满足的条件，然后对介质能级选取进行讨论，并通过例题加深学生对这些问题的认识。

第三章 激光器的输出特性

§1.光学谐振腔的衍射理论

本节课教学目标：

本节将讨论光腔模式问题。模式问题在激光技术中具有重要的理论和实践意义。它是理解激光的相干性、方向性、单色性等一系列重要特性，自再现模的求解是谐振腔衍射理论的重要部分，自再现模积分的数学基础是菲涅耳——基尔霍夫衍射积分公式，我们的目的是弄清楚激光模式的基本特征及其与腔的结构之间的具体依赖关系。

本节课教学内容：

一、惠更斯-基尔霍夫衍射公式

二、光学谐振腔的自再现模积分方程（重点）

1．自再现模概念

2．腔与模的一般联系

3．横模的形成

4．孔阑传输线、自再现模(横模)的形成过程

三、菲涅耳-基尔霍夫衍射积分（重点、难点）

首先要解决的一个问题是,如果已知某一镜面上的场分布u1(x‟，y‟),如何求出在衍射的作用下经腔内一次渡越而在另一个镜面上生成的场u2(x,y)。' 这里,(x„,y‟)、(x,y)分别衰示两个镜面上场点的坐标。知道了光波场在其所达到的任意空间曲面上的振幅和相位分布,就可以求出该光波场在空间其他任意位置处的振幅和相位分布。

四、积分方程解的物理意义（重点）

五、光学谐振腔谐振频率和激光纵模

1．谐振条件、驻波和激光纵模 2．纵模频率间隔

3．选纵模

本节课教学手段：

采用多媒体形式。

先回顾 ——产生激光的三个必要条件：1.工作物质 2.激励能源3.光学谐振腔再从研究谐振腔的衍射理论开始,为了形象地理解开腔中自再现模的形成过程,我们用波在孔阑传输线中的行进,模拟它在平面开腔中的往复反射。这种孔阑传输线由一系列同轴的孔径构成,这些孔径开在平行放置着的无限大完全吸收屏上,相邻两个孔径间的距离等于腔长,孔径大小等于镜的大小。当模拟对称开腔时,所有孔径的大小和形状都应相同。

光学中著名的惠更斯-菲涅耳原理是从理论上分析衍射问题的基础,因而' 也必然是开腔模式问题的理论基础。该原理的严格数学表述是所谓菲涅耳.基尔霍夫衍'射积分,它可以从普遍的电磁场理论推导出来。该积分公式表明,如果知道了光波场在其所达到的任意空间曲面上的振幅和相位分布,就可以求出该光波场在空间其他任意位置处的振幅和相位分布

§2.对称共焦腔内外的光场分布

本节课教学目标：

叙述开腔模的物理概念, 应用惠更斯-菲涅耳原理是从理论上定量讨论衍射问题。介绍平面腔模的迭代解法，求解对称共焦腔中的自再现模积分方程,了解输出激光的具体场的分布。以方型镜面的对称共焦腔为例，求解方程：

mnumn(x,y)K(x,y,x',y')umm(x',y')ds'得出一系列本征函数,它们描述共焦腔镜面上场的振幅和相位分布,同时得出一系列相应的本征值,它们决定模的相移和损耗。

本节课教学内容：

一、共焦腔镜面上的场分布（重点、难点）

1．方形镜面共焦腔自再现模积分方程的解析解

2．镜面上自再现模场的特征： TEMmn模在镜面上振幅分布的特点取决于厄米多项式与高斯函数的乘积。厄米多项式的零点决定场的节线，厄米多项式的正负交替的变化与高斯函数随着x、y的增大而单调下降的特征决定着场分布的外形轮廓。

二、共焦腔中的行波场与腔内外的光场分布（重点）

腔内的光场可以通过基尔霍夫衍射公式计算,由镜面M1上的场分布在腔内造成的行波求得。腔外的光场则就是腔内沿一个方向传播的行波透过镜面的部分。即行波函数乘以镜面的透射率t。

上式是共焦腔模式理论的最基本的结果。

2222umnx,y,zCmnHmxH12wn12wss2x2y2 exp12w2expix,y,zsy本节课教学手段：

采用多媒体形式。

前面已经叙述了开腔模的物理概念,先回顾自再现模积分方程解的物理意义、建立激光模式的概念。再求解对称开腔中的自再现模积分方程,了解输出激光的具体场的分布。让学生了解到解积分方程问题就是要求出一些本征值与本征函数。它们决定着开腔自再现模的全部特征,包括场分布及传输特性，并以符号TEMmn表示共焦腔自再现模。共焦腔反射镜面本身构成光场的一个等相位面。

§3.高斯光束的传播特性，稳定球面腔的光束传播特性

本节课教学目标：

1.在求解对称开腔中的自再现模积分方程,了解输出激光的具体场的分布的基础 上，研究高斯光束的传播特性。

2． 共焦腔模式理论不仅能定量说明共焦腔震荡模本身的特性，更重要的是它能够被推广到一般稳定球面腔系统。本节将证明：任何一个共焦腔与无穷多个稳定球面腔等价，而任何一个球面腔唯一地等价于一个共焦腔。

本节课教学内容：

一、高斯光束的振幅和强度分布（重点）

1．基横模TEM00的场振幅U00和强度I00分布分别为：

2．光斑半径

3．模体积

二、高斯光束的相位分布（共焦场的等相位面的分布图）

三、高斯光束的远场发散角

四、高斯光束的高亮度

五、稳定球面腔的光束传播特性（重点、难点）

1．稳定球面腔的等价共焦腔

2．稳定球面腔的光束传播特性

本节课教学手段：

采用多媒体形式

1.先回顾求解对称开腔中的自再现模积分方程,了解输出激光的具体场的分布，再研究高斯光束的传播特性。引导学生了解到高斯光束与普通光束有着很大的区别，因此研究高斯光束在空间的传输规律．以及光学系统对高斯光束的变换规律，就成为激光的理论和实际应用中的重要问题。

2.共焦腔模式理论不仅能定量地说明共焦腔振荡模本身的特征,更重要的是,它能被推广到整个稳定球面腔系统,这一推广是谐振腔理论中的一个重大进展。任何一个共焦腔与无穷多个稳定球面腔等价。而任何一个稳定球面腔唯一地等价于→个共焦腔。这里所说的“等价”,就是指它们具有相同的行波场。这种等价性深刻地揭示出各种稳定腔(共焦腔也是其中的一种)之间的内在联系,它使得我们可以利用共焦腔模式理论的研究结果来解析地表述一般稳定球面腔模的特征。

§4.激光器的输出功率，激光器的线宽极限

本节课教学目标：

1由于激活介质中的光放大作用、谐振腔内损耗系数的不均匀分布以及驻波效应和光波场的横向高斯分布,腔内光强是不均匀的。精确计算腔内各点光强是个复杂的问题。本节由增益饱和效应出发估算稳态工作时的腔内平均光强,并在此基础上给出粗略估算输出功率的方法。

2．激光线宽及频率牵引也是激光器的要特性

线宽是由于自发辐射的存在而产生的,因而是无法排除的,所以称它为线宽极限。

本节课教学内容：

一、均匀增宽型介质激光器的输出功率

1．稳定出光时激光器内诸参数的表达式

2．激光器的输出功率

二、非均匀增宽介质稳态情况下的增益饱和（重点、难点）

三、非均匀增宽型介质激光器的输出功率

四、激光器的线宽极限

1．造成线宽的原因

2．激光线宽与激光器输出功率成反比

输出功率越大,线宽就越窄。这是因为输出功率增大就意味着腔内相干光子数增多,受激辐射比自发辐射占更大优势,因而线宽变窄。减小损耗和增加腔长也可使线宽变窄。例如半导体激光器由于腔长只有数百微米而具有较宽的激光线宽。若将它与一外反射镜构成外腔半导体激光器则可使线宽显著减小。PAIout12LG0t1IsA(1)2a1t1本节课教学手段：

采用多媒体形式

讲解让学生明白：1激光器在外界激发作用很弱时,激活介质的小信号增益系数小于阈值增益系数,激光器无输出。如果外界激发作用增强到小信号增益系数超过阈值增益系数,腔内光强便会不断增大.但是腔内光强不会无限制地增加下去,因为当光强越强,消耗的反转粒子数便越多,由于激活介质的增益饱和作用而使增益系数下降.只要增益系数尚未降至阈值,上述过程就会继续下去,即光强继续增大,增益系数继续下降.直到增益系数下降到阈值时,增益与损耗达到平衡,光强不在增大,这时,激光器建立起了稳定的工作状态。2因此激光器的净损耗以及单纵模的线宽似乎应等于零,但这只是对激光器内物理过程的一种理想化的近似描述。这种理想情况的物理图像是:腔内的受激辐射能量补充了损耗的能量,且由于受激辐射产生的光波与原来的光波具有相同的相位,二者相干叠加使腔内光波的振幅始终保持恒定,因而输出激光在理想情况下为一无限长的波列,其线宽应等于零。这一矛盾的原因是,我们在分析激光器振荡过程时,忽略了自发辐射的存在,而实际上自发辐射是始终存在的。由于和受激辐射相比自发辐射的贡献极其微弱,因而在讨论阈值及输出功率等问题时可以忽略不计;但在考虑线宽问题时却必须考虑自发辐射的影响。

第四章 激光的基本技术

§1.激光器输出的选模

本节课教学目标：

从一台简单激光器出射的激光束,其性能往往不能满足应用的需要,为了改善激光器输出光的时间相性或空间相干性,发展了模式选择。本节介绍如何设计与改进激光器的谐振腔以获得单模输出的原理

本节课教学内容：

一、激光单纵模的选取

1．均匀增宽型谱线的纵模竞争

2．非均匀增宽型谱线的多纵模振荡

3．单纵模的选取

二、激光单横模的选取

1．衍射损耗和菲涅耳数

2．衍射损耗曲线

3．光阑法选取单横模

4．聚焦光阑法和腔内望远镜法选横模

本节课教学手段：

采用多媒体形式

讲解让学生明白：1.激光的优点在于它具有良好的方向性、单色性和相干性。理想激光器的输出光束应只具有一个模式,然而若不采取选模措施,多数激光器的工作状态往往是多模的。含有高阶横模的激光束光强分布不均匀,光束发散角较大。含有多纵模及多横模的激光束单色性及相干性差。激光准直、激光加工、非线性光学研究、激光中远程测距等应用均需基横模激光束。而在精密干涉计量、光通信及大面积全息照相等应用中不仅要求激光是单横模的,同时要求光束仅含有一个纵模。因此,如何设计与改进激光器的谐振腔以获得单模输出是一个重要课题。然后介绍实现横模选择的几种具体方法、如何在特定跃迁谱线宽度范围内获得单纵模振荡的方法。

§2.激光调Q技术，激光锁模技术

本节课教学目标：

本节讨论了用调Q技术压缩激光脉冲宽度以获得高功率脉冲的方法。为了得到更窄的脉冲,还可以利用锁模技术对激光束进行特殊的调制,使光束中不同的振荡纵模具有确定的相位关系,从而使各个模式相干叠加得到超短脉冲。锁模激光脉冲宽度可达10-11~10-14s,相应的具有很高的峰值功率。本节还对锁模激光器工作原理作简单介绍。

本节课教学内容：

一、激光调 Q 技术

1激光谐振腔的品质因数Q

2调 Q原理（重点）

调Q 激光器的基本原理:就是通过某种方法使谐振腔的损耗值按规定的程序变化,从而压缩光脉冲的宽度,大大提高输出峰值功率。调Q 的基本过程:在泵浦开始时,使谐振腔的损耗增大, Q 值降低,此时器件振荡阈值变高,振荡不能形成,上能级反转粒子数密度便有可能大量积累.当积累到最大值(饱和值)时,突然使谐振腔的损耗变小, Q 值突增,这时器件振荡阈值突然变低,激光器振荡迅速建立,腔内象雪崩一样以极快的速度建立起极强的振荡,在短时间内反转粒子数大量被消耗,转变为腔内的光能量,同时输出一个极强的激光脉冲。

3电光调 Q

4声光调 Q

5染料调Q

二、激光锁模技术

锁模是进一步对激光进行特殊的调制。技术上利用多纵模输出的激光束，经过特殊的调制，使其各个纵模之间有了确定的位相关系。

1主动锁模

2被动锁模 本节课教学手段：

采用多媒体形式 通过讨论让学生明白：

为了得到高的峰值功率和窄的单个脉冲,采用了Q调制技术,它的基本原理是通过某种方法使谐振腔的损耗δ(或Q值)按照规定的程序变化,在泵浦激励刚开始时,先使光腔具有高损耗δH,激光器由于阈值高而不能产生激光振荡,于是亚稳态上的粒子数便可以积累到较高的水平。然后在适当的时刻,使腔的损耗突然降低到δ,阈值也随之突然降低,此时反转集居数大大超过阈值,受激辐射极为迅速地增强。于是在极短时间内,上能级储存的大部分粒子的能量转变为激光能量,在输出端有一个强的激光巨脉冲输出。普通的脉冲激光器,光脉冲的宽度约在ms级,峰值功率也只有几十kW.调 Q 激光器,光脉冲的宽度可以压到ns级,峰值功率也已达到MW.而锁模是进一步对激光进行特殊的调制。

第五章 典型激光器介绍

§1.固体激光器

本节课教学目标：

一般固体激光器是指没有调Q、倍频、锁模等特殊功能的固体激光器,它是固体激光器的最基本组成形式。本节重点讨论固体激光器的共同部分,即讨论固体工作物质、泵浦系统、冷却与滤光以及连续和长脉冲固体激光器的阙值、激光输出能量(功率)和效率。在泵浦系统中着重讨论当前最常用的灯泵浦系统和时可国内外重点发展的激光二极管泵浦系统。

本节课教学内容：

一、固体激光器的基本结构与工作物质（重点）

固体激光器基本上都是由工作物质、泵浦系统、谐振腔和冷却、滤光系统构成的。

红宝石激光器属于三能级系统，红宝石激光器的优点和主要缺点。

二、固体激光器的泵浦系统

固体激光工作物质是绝缘晶体，一般都采用光泵浦激励。常用的泵浦灯在空间的辐射都是全方位的，固体激光器的泵浦系统还要冷却和滤光。

三、固体激光器的输出特性

固体激光器的激光脉冲特性

四、新型固体激光器

1.半导体激光器泵浦的固体激光器

2.可调谐固体激光器

3.高功率固体激光器

本节课教学手段：

采用多媒体形式 通过讨论让学生明白：

红宝石突出的缺点是阈值高(因是三能级)和性能易随温度变化。但具有很多优点,如:机械强度高,能承受很高的激光功率密度;容易生长成较大尺寸;亚稳态寿命长,储能大,可得到大能量输出;荧光谱线较宽,容易获得大能量的单模输出;低温性能良好,可得到连续输出;红宝石激光器输出的红光(0.6943um),不仅能为人眼可见,而且很容易被探测接收(目前大多数光电元件和照相乳胶对红光的感应灵敏度较高)。因此,红宝石仍属一种优良的工作物质而得到广泛应用。用红宝石制成的大尺寸单脉冲器件输出能量已达上千焦耳。单级调Q器件很容易得到几十兆瓦的峰值功率输出(用这类器件已成功地对载有角反射器的人造卫星进行了测距试验)。多级放大器件的输出峰值功率已达数千兆瓦到一万兆瓦。红宝石在激光发展上是贡献比较大的一种晶体。

§2.气体激光器

本节课教学目标：

本节重点讨论He-Ne激光器的结构和激发机理、输出特性、CO2激光器的结构和激发过程 Ar＋激光器的结构、Ar＋激光器的工作持性。

本节课教学内容：

一、氦-氖(He-Ne)激光器

1.He-Ne激光器的结构和激发机理

2.He-Ne激光器的输出特性二、二氧化碳激光器

1.CO2激光器的结构和激发过程

2．CO2激光器的输出特性

三、Ar+离子激光器

1.Ar＋激光器的结构

2.Ar＋激光器的激发机理

本节课教学手段：

采用多媒体形式

通过讨论让学生明白：与其他种类的激光器相比较，气体激光器的突出优点是输出光束的质量好（单色性、相干性、光束方向性和稳定性等）。

§3.染料激光器，半导体激光器，其他激光器

本节课教学目标：

本节重点讨论染料激光器、半导体激光器的结构和激发机理、输出特性、工作持性等。

本节课教学内容：

一、染料激光器的激发机理

1.染料分子能级

2.染料分子的光辐射过程

3.染料分子的三重态“陷阱”

二、染料激光器的泵浦

1.闪光灯脉冲泵浦

2.激光脉冲泵浦

三、染料激光器的调谐

四、半导体的能带和产生受激辐射的条件

五、PN结和粒子数反转

六、半导体激光器的工作原理和阈值条件

七、同质结和异质结半导体激光器

八、准分子激光器 本节课教学手段：

采用多媒体形式

通过讨论让学生明白各种激光器的特点及优缺点。

激光在信息技术中的应用

本节课教学目标：

激光在信息领域的应用，包括以激光为信息载体，将声音、图象、数据等各种信息通过激光传送出去，或者通过激光将信息存储在光学存储器里，以及通过激光将信息打印或显示出来，等等。本节介绍激光通信、激光显示、激光存储等领域的技术和应用，让学生了解到激光在上述各方面应用的新思想、新概念、新技术、新进展。

本节课教学内容：

一、光纤通信系统中的激光器和放大器

1．半导体激光器 2．光纤激光器 3．光放大器

二、激光全息三维显示

1．全息术的历史回顾

2．激光全息术的基本原理和分类

3．白光再现的全息三维显示 4．计算全息图

5．计算全息三维显示的优点

三、激光存储技术

1．激光存储的基本原理、分类及特点

2．激光光盘存储

3．激光体全息光存储

4．激光存储技术的新进展

四、激光扫描和激光打印机

1．激光扫描

2．激光打印机

本节课教学手段：

采用多媒体形式

通过学习让学生了解到激光在上述各方面应用的新思想、新概念、新技术、新进展。

复习课

本节课教学目标：

系统复习本学期所学习的内容，帮助学生总结本课程的重点、难点及解决问题的办法。让学生了解到：在光信息科学与技术知识体系中，激光在信息产生、获取和处理中均起到重要作用。

本节课教学内容：

重点：辐射半经典理论、光谱线形及加宽机制、增益饱和、阈值条件、连续激光器的稳态建立、谐振腔的稳定条件、谐振腔的衍射理论及高斯光束的解析特性、等价共焦腔、调Q及锁模技术原理

难点：增益饱和、谐振腔的衍射理论及高斯光束的解析特性

解决办法：针对教学内容中的重点和难点内容，采取重点复习，认真阅读教科书，通过比较多样化解题方式，并借助上课时发下去的多媒体课件的直观化，真正理解和掌握重点、难点内容，握激光器运转的基本物理原理及激光应用技术的理论基础。为后续专业课程的进一步学习奠定基础，为今后在光电子学及相关的电子信息科学等领域从事学术研究和教学工作奠定扎实的理论基础。

本节课教学手段：

借助多媒体课件的直观化，使学生真正理解和掌握重点、难点内容。

第三篇：数据库原理与应用实验教案

实验报告格式 《数据库原理》实验报告

（实验名称：）

 专业

 班级级（）班  学号  学生姓名  指导老师

 攀枝花计算机学院 年月日



一、实验目的

 本次实验所涉及并要求掌握的知识点。根据老师实验前的讲授自行撰写。（小四号字，宋体）

二、实验内容：

 本次实验的内容及相关题目描述（小四号字，宋体）

三、SQL语句及运行结果  创建数据库：

在数据库节点右键新建数据库，增加和修改数据文件名，设置增长方式以及数据库逻辑名称

文件组添加Slave文件组  修改数据库：

利用SQL语句修改，删除，添加数据库文件

 删除数据库：

 

 按照实验内容编写的SQL语句或程序代码与结果显示（小四号字，宋体）

四、实验总结

 1 ．实验中遇到的问题及解决过程  2 ．实验中产生的错误及原因分析  3 ．实验体会和收获。

实验一 创建数据库(操作型)1.1 实验目的

(1)理解并掌握数据库的基本概念；

(2)理解并掌握数据文件、日志文件、文件组的基本概念；

(3)熟练掌握和使用SQL Server Management Studio管理器创建、删除、更改（包括文件组、文件大小、文件增长方式等参数）数据库；(4)熟练使用DDL语句来创建、删除、更改（包括文件组、文件大小、文件增长方式等参数）数据库。

1.2 实验内容

件组，分别是主文件组和“Slave”文件组。数据库包含两个数据文件，分别是“mymaster.mdf”和“myslave.ndf”，其中数据文件“mymaster.mdf”属于主文件组，存放在d:data目录下，文件初始大小50M，文件属性为自动增长，每次增长10%。数据文件“myslave.ndf”存放在e:data目录下，属于Slave文件组，文件大小固定为50M。该数据库有一个日志文件，日志文件名称“mylog.ldf”，文件位于c:log目录中，日志文件初始大小为50M，文件属性为自动增长，每次增长10M，最大文件大小为100M（实验时一定要保证c:Log、d:data和e:data目录存在，否则会发生错误，如果计算机d:盘或e:盘不存在，实验时须将路径调整到已存在的磁盘下）；(1)创建数据库：待创建的数据库逻辑名称为“MyDB”。该数据库有两个文(2)修改数据库：将刚才创建的数据库“MyDB”的名称修改为“TESTDB”，并删除数据文件“myslave.ndf”，同时增加一个数据文件，该数据文件逻辑名称为“test“，文件名称为“test.ndf”，数据文件位于e:data（在e盘存在的情况下，如果e盘不存在，可指定道其他磁盘位置下），其他参数默认；

(3)删除刚刚创建的“TESTDB”数据库。

1.3 实验步骤

对数据库的管理（包括创建、修改、删除）可以有两种方式完成，使用SQL Server Management Studio管理器可以完成数据库的日常管理，还可以通过查询窗口输入DDL语句完成数据库的管理。

1.3.1 数据库创建

(1)使用SQL Server Management Studio创建数据库(2)使用SQL语句创建数据库

1.3.2 修改数据库

1.3.3 删除数据库“TESTDB”

(1)使用Management Studio删除“TESTDB”(2)使用SQL语句删除数据库

1.4 思考与练习

答：(1)什么是数据库？数据库的组成有哪些？

(2)什么是文件组？如何创建文件组？主文件组可以删除吗？

答：

(3)数据文件，日志文件各有什么作用？

答：

(4)文件增长方式有哪些？如何设置？

答：1）在新建数据库的界面中设置自动增长方式

2）利用SQL语句size设置大小，filegrowth设置增长类型，maxsize设置最大文件.(5)SQL Server Management Studio与数据库的关系是什么

答：

第四篇：计算机网络原理与应用

计算机网络原理与应用

一：名解/填空/选择/判断（我也不知道是啥）

1.计算机网络：将分布在不同地理位置的具有独立功能的计算机、服务器、打印机等设备通过网络通信设备和传输介质连接在一起，按照共同遵循的网络规则，配有相应的网络软件的情况下实现信息交换、数据通信和资源共享的系统。2.数据：传递（携带）信息的实体 3.信息：数据的内容或解释

4.信号：数据的物理量编码（通常为电编码），数据以信号的形式在介质中传播。5.信道：传送信息的线路（或通路）

6.比特：即一个二进制位。比特率为每秒传输的比特数（即数据传送速率）7.码元：时间轴上的一个信号编码单元 8.波特（Baud）：码元传输的速率单位。波特率为每秒传送的码元数（即信号传送速率）。9.误码率：信道传输可靠性指标，是一个概率值

10.数字信号：计算机所产生的电信号是用两种不同的电平表示0、1 比特序列的电压脉冲信号，这种电信号称为数字信号

11.模拟信号：电话线上传送的按照声音的强弱幅度连续变化的电信号称为模拟信号，信号电平是连续变化的

12.信息编码：将信息用二进制数表示的方法 13.数据编码：将数据用物理量表示的方法。14.带宽：信道传输能力的度量。

15.时延：信息从网络的一端传送到另一端所需的时间。

16.时延带宽乘积：某一信道所能容纳的比特数。时延带宽乘积=带宽×传播时延 17.往返时延（RTT）：从发送端发送数据开始，到发送端收到接收端的确认所经历的时间RTT≈2×传播时延

18.通信的三个要素：信源、信宿和信道

19.噪声：任何信道都不是完美无缺的，因此会对传输的信号产生干扰，称为“噪声” 20.数字信道：以数字脉冲形式（离散信号）传输数据的信道。（如ADSL、ISDN、DDN、ATM、局域网）

21.模拟信道：以连续模拟信号形式传输数据的信道。（CATV、无线电广播、电话拨号线路）22.数字通信：在数字信道上实现模拟信息或数字信息的传输 23.模拟通信：在模拟信道上实现模拟信息或数字信息的传输

24.串行通信：将待传送的每个字符的二进制代码按由低位到高位的顺序依次发送的方式称为串行通信

25.并行通信；利用多条并行的通信线路，将表示一个字符的8位二进制代码同时通过8条对应的通信信道发送出去，每次发送一个字符代码 26.单工：数据单向传输

27.半双工：数据可以双向交替传输，但不能在同一时刻双向传输（例：对讲机）28.全双工：数据可以双向同时传输（例：电话）

29.基带传输：不需调制，编码后的数字脉冲信号直接在信道上传送以太网（局域网）30.频带传输：数字信号调制成音频模拟信号后再传送，接收方需要解调。通过电话网络传输数据

31.宽带传输：把信号调制成频带为几十MHZ到几百MHZ的模拟信号后再传送，接收方需要解调。闭路电视的信号传输 32.多路复用：多个信息源共享一个公共信道

33.网络协议：在两个实体间控制数据交换规则的集合

34.网络的体系结构：层和协议的集合被称为网络体系结构 35.电路交换：在通信双方之间建立一条临时专用线路的过程。36.网络协议：两个实体间控制数据交换规则的在集合 37.网络体系结构：层和协议的集合被称为网络体系结构

38.域：是指某一类Internet主机的集合，它是管理一类Internet主机的一种组织形式。39.域名：是标识域的自然语言名称，它与数字型的IP地址一一对应。

40.域名系统：是管理域的命名、管理主机域名、实现主机域名与IP地址解析的系统。41.文件传输：TCP／IP的文件传输协议FTP：负责将文件从一台计算机传输到另一台计算机上，并且保证其传输的可靠性

42.www基本概念：以超文本标注语言HTML与超文本传输协议HTTP为基础，能够提供面向Internet服务的、一致的用户界面的信息浏览系统。

43.HTML：超文本标注语言HTML是一种用来定义信息表现方式的格式，它告诉WWW浏览器如何显示信息，如何进行链接。一份文件如果想通过WWW主机来显示的话，就必须要求它符合HTML的标准。

44.主页：是指个人或机构的基本信息页面，用户通过主页可以访问有关的信息资源。主页通常是用户使用WWW浏览器Internet上任何WWW服务器（即Web主机）所看到的第一个页面。

45.计算机网络安全：通过采用各种安全技术和管理上的安全措施，确保网络数据的可用性，完整性和保密性，其目的是确保经过网络传输和交换的数据不会发生增加，修改，丢失和泄露等

46.数据加密：是通过某种函数进行变换，把正常数据报文（明文）转换为密文。

47.密码体制：是指一个系统所采用的基本工作方式以及它的两个基本构成要素，即加密/解密算法和密钥

48.对称密码体制：传统密码体制所用的加密密钥和解密密钥相同 49.非对称密码体制：加密密钥和解密密钥不相同

50.密钥：密码算法中的可变参数。改变了密钥，也就改变了明文与密文之间等价的数学函数关系；

51.密码算法：相对稳定。可以把密码算法视为常量，而密钥则是一个变量；在设计加密系统时，加密算法是可以公开的，真正需要保密的是密钥

52.计算机网络拓扑是通过网中结点与通信线路之间的几何关系表示网络结构，反映出网络中各实体间的结构关系。

53.传输可靠性：数据能正确送达、数据能有序送达 54.通信的三个要素：信源、信宿和信道 二简答/问答/计算

1.计算机网络的基本特征：

1计算机网络建立的主要目的是实现计算机资源的共享 ○②互联的计算机是分布在不同地理位置的多台独立的“自治计算机”，没有明确主从关系

③ 联网计算机必须遵循全网统一的网络协议。

2.计算机通信网络与计算机网络的区别：

计算机通信网络：是以传输信息为主要目的、用通信线路将多个计算机连接起来的计算机系统的集合 计算机通信网络是在物理结构上具有了计算机网络的雏形，以相互间的数据传输为主要目的，资源共享能力弱，是计算机网络的低级阶段。3.计算机网络的分类：

（1）按传输技术划分：广播式网络、点—点式网络

（2）按网络规模与覆盖范围划分：局域网、城域网、广域网

（3）按网络的数据传输与交换系统的所有权划分:专用网、共用网

（4）按交换技术划分:电路交换网络、报文交换网络、分组交换（包交换）网络

（5）按网络的拓扑结构划分:星型网络、环型网络、树型网络、网状型网络、总线型网络（6）按传输信道划分:模拟信道网络、数字信道网络 4.常用的计算机网络分类的主要依据：

①根据网络所使用的传输技术②根据网络的覆盖范围与规模 5.计算机网络的结构与组成：

(1)：从数据处理与数据通信的角度，其结构可以分成两个部分：①负责数据处理的计算机和终端②负责数据通信的通信控制处理机ccp与通信线路

(2): 从计算机网络组成角度，典型的计算机网络从逻辑功能上可以分为两个子网：

资源子网、通信子网 6.资源子网的组成：

（1）主计算机系统（①为本地用户访问网络其它主计算机设备、共享资源提供服务②为网中其它用户或主机共享本地资源提供服务）（2）终端（输入、输出信息、存储与处理信息）

（3）终端控制器（4）联网外设（5）各种软件资源、数据资源

功能：负责全网的数据处理业务，向网络用户提供各种网络资源与网络服务。7.通信子网：由网络通信控制处理机、通信线路与其它通信设备组成。功能：完成全网数据传输、转发等通信处理工作

（1）通信控制机：①存储转发处理机②集中器③网络协议变换器④报文分组组装／拆卸设备

（2）通信线路：是通信控制处理机与通信控制处理机、通信控制处理机与主计算机之间提供通信信道

8.计算机网络拓扑构型的分类：

（1）点—点线路通信子网的拓扑（星型、树型、环型、网状型）（2）广播信道通信子网的拓扑 9.星型特点：

①结点通过点-点通信线路与中心结点连接

②中心结点控制全网的通信，任何两结点之间的通信都要通过中心结点 ③结构简单，易于实现，便于管理

④网络的中心结点是全网可靠性的瓶颈，中心结点的故障可能造成全网瘫痪 10.环型特点：

①结点通过点一点通信线路连接成闭合环路，环中数据将沿一个方向逐站传送 ②结构简单，传输延时确定

③环中每个结点与连接结点之间的通信线路都会成为网络可靠性的瓶颈 ④环中任何一个结点出现线路故障，都可能造成网络瘫痪 11.树型拓扑构型可以看成是星型拓扑的扩展,特点：

结点按层次进行连接，信息交换主要在上、下结点之间进行，相邻及同层结点之间一般不进行数据交换或数据交换量小。12.网状型（无规则型）特点：

①结点之间的连接是任意的，没有规律 ②系统可靠性高

③结构复杂，必须采用路由选择算法与流量控制方法 13.中国的四大网络体系：

（1）中国教育和科研计算机网（CERNET）（2）中国科技网（CSTNET）

（3）中国公用计算机互联网（CHINANET）（4）中国金桥信息网（CHINAGBN）

14.从传输介质的角度来看，数据通信主要有两种方式：有线通信方式和无线通信方式 15.有线通信方式的传输介质：双绞线（最常用）、同轴电缆、光纤电缆

无线通信方式的传输介质：无线通信信道、卫星通信信道 16.双绞线的主要特性：

（1）物理特性：屏蔽双绞线（STP）非屏蔽双绞线（UTP）屏蔽双绞线由外部保护层、屏蔽层与多对双绞线组成。非屏蔽双绞线由外部保护层与多对双绞线组成。

（2）传输特性：美国电器工业协会（EIA）规定了五种质量级别的双绞线。

1类线的档次最低，5类线的档次最高 1类线：语音传输

2类线：语音传输以及进行最大速率为4Mbps的数字数据传输 3类线：目前在大多数电话系统中使用的标准电缆（10M）

4类线：用于10 BASE-T、100 BASE-T和基于令牌的局域网（16M）5类线：用于100 BASE-T和10 BASE-T网络（100M）

选择双绞线电缆所需遵循的准则是：采用能够安全有效完成任务所需的电缆（3）联通性：双绞线既可用于点到点连接，也可用于多点连接。（4）地理范围：双绞线用做远程中继线时，最大距离可达15公里；用于10Mbps局域网时，与集线器的距离最大为100米。

（5）抗干扰性：双绞线的抗干扰性取决于一束线中相邻线对的扭曲长度及适当的屏蔽（6）价格：双绞线的价格低于其它传输介质，并且安装、维护方便。17.同轴电缆的主要特性：

（1）物理特性：由内导体、绝缘层、外导体及外部保护层组成。内导体是单股实心线或绞合线（通常是铜制的）。外导体由绝缘层包裹，或是金属包层或是金属网。同轴电缆外导体的结构既是导体的一部分，还能（屏蔽）防止外部环境造成的干扰，阻止内层导体的辐射能量干扰其它导线

（2）传输特性：既可传输模拟信号又可传输数字信号

（3）连通性：既支持点到点连接，也支持多点连接。基带同轴电缆可支持数百台设备的连接，而宽带同轴电缆可支持数千台设备的连接

（4）覆盖范围：基带同轴电缆使用的最大距离限制在几公里范围内，而宽带同轴电缆最大距离可达几十公里左右。（5）抗干扰能力：较强（6）价格：居中

基带同轴电缆：数字信号的传输 50Ω用于局域网 75ΩCATV传输宽带模拟/数字信号

18.与双绞线相比同轴电缆抗干扰能力强，能够应用于频率更高、数据传输速率更快的情况 19.光纤电缆（光纤芯、包层、外部保护层）：（1）物理特性：一种传输光信号的传输媒介（2）传输特性：全反射

发送端两种光源：发光二极管LED注入型激光二极管ILD 多模光纤：指光纤的光信号与光纤轴成多个可分辨角度的多光线传输 单模光纤：指光纤的光信号仅与光纤轴成单个可分辨角度的单光线传输

单模光纤的带宽最宽，多模渐变光纤次之，多模突变光纤的带宽窄，单模光纤适于大容量远距离通信，多模突变光纤适于中等距离的通信，而多模突变光纤只适于小容量的短距离通信；在制造工艺方面，单模光纤的难度最大

（3）连通性：光纤最普遍的连接方法是点到点方式

（4）它可以在6—8公里的距离内，在不使用中继器的情况下，实现高速率的数据传输（5）抗干扰力：长距离、高速率的传输中保持低误码率

-5—-6-7双绞线典型的误码率在1010之间，基带同轴电缆的误码率低于10，宽带同轴电缆的误-9-10码率低于10，而光纤的误码率可以低于10，光纤传输的安全性与保密性极好 光纤具有低损耗、宽频带、高数据传输速率、低误码率与安全保密性好的特点 20.电磁波的传播方式：

（1）一种是在自由空间中传播，即通过无线方式传播

（2）另一种是在有限制的空间区域内传播，即通过有线方式传播。（用同轴电缆、双绞线、光纤等）在同轴电缆中，电磁波传播的速度大约等于光速的2/3 21.电磁波按频率由低到高可分为：按照频率由低向高排列，不同频率的电磁波可以分为无线、微波、红外、可见光、紫外线、X射线与γ射线。用于通信的主要有无线、微波、红外与可见光

22.移动物体之间的通信依靠无线通信手段：无线/微波通信系统、蜂窝/卫星移动通信系统 23.无线电波的特性与频率有关。在较低频率上，无线电波能轻易地通过障碍物，但是能量随着与信号源距离的增大而急剧减小。在高频上，无线电波趋于直线传播并受障碍物的阻挡，还会被雨水吸收。

24.中继站的功能是进行变频、放大和功率补偿，其数量的多少则与传输距离和地形地貌有关

25.传统的蜂窝电话系统是模拟信号传输系统，它以模拟电路交换蜂窝技术为基础 26.卫星传输的最佳频段在1—10GHz之间，C频段是目前使用较多的一种，它位于1—10GHz的最佳频率范围内 27.卫星通讯的优势：

卫星通信覆盖区域大，传输距离远、可以实现多向多地址的通信、通信容量大、机动灵活、不易受到噪声影响，转发次数少，通信质量好，可靠性高 缺点：远距离信息传输导致的时延过大，发射功率要求高 28.同步脉冲：用于码元的同步定时，识别码元从何时开始

同步脉冲也可位于码元的中部、一个码元也可有多个同步脉冲相对应 29.比特率、波特率和信号编码级数的关系

Rbit = Rbaud log2M（M-信号的编码级数，Rbit-比特率，Rbaud-波特率）在固定的信息传输速率下，比特率往往大于波特率（一个码元中可以传送多个比特）30.带宽BW ≈ fmax－ fmin b/s，kb/s，Mb/s，Gb/s单位：赫兹（Hz）31.时延=处理时延+排队时延 +发送时延+传播时延

处理时延=对数据进行处理和错误校验所需的时间 排队时延=数据在中间结点等待转发的延迟时间 发送时延=数据位数/信道带宽

传播时延=d/s d:距离，s:介质中信号传播速度

32.编码：数据→适合传输的数字信号——便于同步、识别、纠错 调制：数字信号→适合传输的形式——按频率、幅度、相位 解调：接收波形→数字信号 解码：数字信号→原始数据

33.信息通过数据通信系统的传输过程：

把携带信息的数据用物理信号形式通过信道传送到目的地 34.数据通信系统构成： 数据传输系统：（1）传输线路（有线介质、无线介质）

（2）传输设备（调制解调器、中继器、多路复用器、交换机等 调制解调器等网络接入设备也称为DCE）

数据处理系统：计算机、终端（DTE）又分为：

源系统（信源＋发送器）：发出数据的计算机 目的系统（信宿＋接收器）：接收数据的计算机

35.数据通信基本过程：

五个阶段：建立物理连接、建立逻辑连接、数据传输、断开逻辑连接、断开物理连接 两项内容：数据传输和通信控制 36.数字通信的优点

抗噪声（干扰）能力强、可以控制差错，提高了传输质量、便于用计算机进行处理、易于加密、保密性强、可以传输语音、数据、影像，通用、灵活

37.Nyquist公式：用于无噪声理想低通信道(估算已知带宽信道的最高数据传输速率)C = 2W log2 M C = 数据传输率（b/s）W = 带宽（Hz）M = 信号编码级数 38.shannon公式：用于有噪声干扰信道 C = W log2（1+S/N）

C: 传输率(b/s)W: 带宽(Hz)S/N: 信噪比 39.Nyquist公式和Shannon公式的比较

C = 2W log2M ◇用于理想信道（不存在）

◇数据传输率随信号编码级数增加而增加。

C = W log2（1+S/N）

◇用于有噪声信道

◇无论信号编码级数增加到多少，此公式给出了有噪声信道可能达到的最大数据传输速率上限。

原因：噪声的存在将使编码级数不可能无限增加。

40.数据通信中需要在三个层次上实现同步：位—位同步、字符—字符同步、帧—帧同步 41.位同步：目的是使接收端接收的每一位信息都与发送端保持同步，2种同步方法： 外同步——发送端发送数据之前发送同步脉冲信号，接收方用接收到的同步信号来锁定自己 的时钟脉冲频率

外同步——发送端发送数据之前发送同步脉冲信号，接收方用接收到的同步信号来锁定自己的时钟脉冲频率

42.字符同步：找到正确的字符边界。常用的为起止式（异步式）。在这种方式中，每个字符的传输需要： 1个起始位、5—8个数据位、1、1.5或2个停止位 采用这种同步方式的通信也称“异步通信”。起止式的优缺点：

每个字符开始时都会重新获得同步； 每两个字符之间的间隔时间不固定； 增加了辅助位，所以传输效率低

43.帧同步：识别一个帧的起始和结束。帧（Frame）：数据链路中的传输单位——包含数据和控制信息的数据块

面向字符的——以同步字符（SYN，16H）来标识一个帧的开始，适用于数据为字符类型的帧 面向比特的——以特殊位序列（7EH，即01111110）来标识一个帧的开始，适用于任意数据类型的帧

44.异步传输和同步传输的区别：

1、异步传输是面向字符的传输，而同步传输是面向比特的传输

2、异步传输的单位是字符而同步传输的单位是帧

3、异步传输通过字符起止的开始和停止码抓住再同步的机会，而同步传输则是从数据中抽取同步信息。

4、异步传输对时序的要求较低，同步传输往往通过特定的时钟线路协调时序

5、异步传输相对于同步传输效率较低 45．模拟传输和数字传输所使用的技术 模拟数据—移频、调制—模拟信号 模拟数据—PCM编码—数字信号 数字数据—调制—模拟信号 数字数据—数字编码—数字信号 46.编码与调制的区别

编码：用数字信号承载数字或模拟数据 调制：用模拟信号承载数字或模拟数据_ 47.多路复用技术：提高线路利用率

适用场合：当信道的传输能力大于每个信源的平均传输需求时 48.复用的基本思想：

把公共共享信道用某种方法划分成多个子信道，每个子信道传输一路数据 频分复用FDM：按频率划分不同的信道，如CATV系统 波分复用WDM：按波长划分不同的信道，用于光纤传输 时分复用TDM ：按时间划分不同的信道，目前应用最广泛 码分复用CDM：按地址码划分不同的信道，非常有发展前途

49.频分复用FDM：原理：整个传输频带被划分为若干个频率通道，每路信号占用一个频率通道进行传输。频率通道之间留有防护频带以防相互干扰。波分复用——光的频分复用

原理：整个波长频带被划分为若干个波长范围，每路信号占用一个波长范围来进行传输 时分复用TDM 原理：把时间分割成小的时间片，每个时间片分为若干个时隙，每路数据占用一个时隙进行传输。在通信网络中应用极为广泛 码分复用CDM 原理：每个用户把发送信号用接收方的地址码序列编码（任意两个地址码序列相互正交）50.一个时间片内传输的多路数据称为帧。51.统计（异步）TDM——STDM TDM的缺点：某用户无数据发送，其他用户也不能占用该时隙，将会造成带宽浪费。STDM：用户不固定占用某个时隙，有空时隙就将数据放入。55.数据交换技术：按某种方式动态地分配传输线路资源

（目的：节省线路投资，提高线路利用率）

56.实现交换的方法主要有：电路交换、报文交换和分组交换

54.电路交换：在通信双方之间建立一条临时专用线路的过程（可以是真正的物理线路，也可以是一个复用信道）特点：数据传输前需要建立一条端到端的通路。——称为“面向连接的”（典型例子：电话）过程：建立连接→通信→释放连接 优缺点：

建立连接的时间长；

一旦建立连接就独占线路，线路利用率低； 无纠错机制；

建立连接后，传输延迟小。

不适用于计算机通信：因为计算机数据具有突发性的特点，真正传输数据的时间不到10% 57.报文交换：以报文为单位进行“存储-转发”交换的技术。

在交换过程中，交换设备将接收到的报文先存储，待信道空闲时再转发出去，一级一级中转，直到目的地。这种数据传输技术称为存储-转发。传输之前不需要建立端到端的连接，仅在相邻结点传输报文时建立结点间的连接。——称为“无连接的”（典型例子：电报）

整个报文（Message）作为一个整体一起发送。优缺点：

没有建立和拆除连接所需的等待时间； 线路利用率高； 传输可靠性较高；

报文大小不一，造成存储管理复杂；

大报文造成存储转发的延时过长，且对存储容量要求较高；出错后整个报文全部重发。55.分组交换（包交换）：将报文分割成若干个大小相等的分组（Packet）进行存储转发。数据传输前不需要建立一条端到端的通路——也是“无连接的”。有强大的纠错机制、流量控制、拥塞控制和路由选择功能。优缺点：

对转发结点的存储要求较低，可以用内存来缓冲分组——速度快； 转发延时小——适用于交互式通信；

某个分组出错可以仅重发出错的分组——效率高； 各分组可通过不同路径传输，容错性好。

需要分割报文和重组报文，增加了端站点的负担。分组交换有两种交换方式：数据报方式和虚电路方式 56.数据报方式（Datagram）各分组独立地确定路由（传输路径）

不能保证分组按序到达，所以目的站点需要按分组编号重新排序和组装

57.虚电路方式（Virtual Circuit）:通信前预先建立一条逻辑连接——虚电路 三个过程：建立－数据传输－拆除

虚电路的路由在建立时确定，传输数据时则不再需要。提供的是“面向连接”的服务。58.差错控制：在通信过程中，发现、检测差错并进行纠正 59.产生差错的原因： 信号衰减和热噪声

信道的电气特性引起信号幅度、频率、相位的畸变； 信号反射，串扰；

冲击噪声，闪电、大功率电机的启停等 60.检错码主要有两种编码方法：

奇偶校验：只能用于面向字符的通信协议中

只能检测出奇数个位错，偶数个位错则不能检出

61.循环冗余校验：

校验和是16位或32位的位串。CRC校验的关键是如何计算校验和 CRC校验码的检错能力： 可检出所有奇数个错； 可检出所有单位/双位错；

可检出所有≤G(x)长度的突发错。常用的生成多项式G(x)：

16152CRC16=x+x+x+1 ***7542CRC32=x+x+x+x+x+x+x+x+x+x+x+x+x+1 62.CRC校验和的计算

以数据块（帧, Frame）为单位进行校验

将数据块构成的位串看成是系数为0或1的多项式

54如110001，可表示成多项式 x + x + 1 若G(x)为r阶，帧为m位，其多项式为M(x)，则在帧后面添加r个0，成为

rm+r位，相应多项式2M(x)

r按模2除法用2M(x)除以G(x)：商Q(x)，余R(x)r即： 2M(x)= G(x)Q(x)+R(x)

r按模2加法把2M(x)与余数R(x)相加，结果就是要传送的带校验和的帧的多项式T(x)：

r即：T(x)= 2M(x)+ R(x)

r实际上，T(x)=2M(x)+R(x)=[G(x)Q(x)+R(x)]+R(x)=G(x)Q(x)(模2运算)所以，若接收的T(x)正确，则它肯定能被G(x)除尽。

542例：已知信息码为1000100101。给定G（x）= x+x+x+1。求CRC 循环校验码 因为已知信息码为：1000100101，952 所以 f（x）= x+x+x+1 k 141075 f（x）·x= x+x+x+x = ***

542 G（x）= x+x+x+1 = 110101

CRC循环冗余校验码为： 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 63.数据是信息的载体。数据涉及对事物的表示形式，信息涉及对数据所表示内容的解释 64.按照在传输介质上传输的信号类型，可以相应地将通信系统分为：

模拟通信系统、数字通信系统 65.为什么要进行数字化？

（1）抗干扰、抗噪声性能好（2）差错可控（3）易加密。

66.调制解调：若通信信道不允许直接传输计算机所产生的数字信号，则需要： ①调制 —— 在发送端将数字信号变换成模拟信号 ②解调 —— 在接收端将模拟信号还原成数字信号 用来完成调制解调功能的设备叫做调制解调器（modem）

67.数据通信按照信号传送方向与时间的关系，可以分为三种：单工、半双工、全双工 68.实现字符或数据块之间在起止时间上同步的常用方法有同步传输和异步传输两种。69.同步传输

（1）位同步：接收端根据发送端发送数据的起止时间和时钟频率来校正自己的时间基准与时钟频率。

分类：外同步法、内同步法

（2）字符同步：保证收发双方正确传输字符的过程就叫做字符同步。

1起止式（异步式）分类：○：采用异步方式进行数据传输就叫做异步传输

特点：每个字符作为一个独立的整体进行发送，字符之间的时间间隔可以是任意的 2同步式：○采用同步方式进行数据传输就叫做同步传输, 将字符组织成组，以组为单位连续传送。

70.异步传输：字符是数据传输单位 71.异步传输和同步传输的区别：

（1）异步传输是面向字符的传输，而同步传输是面向比特的传输。（2）异步传输的单位是字符而同步传输的单位是帧。

（3）异步传输通过字符起止的开始和停止码抓住再同步的机会，而同步传输则是从数据中抽取同步信息。

（4）异步传输对时序的要求较低，同步传输往往通过特定的时钟线路协调时序。（5）异步传输相对于同步传输效率较低 72.数据编码方法：

（1）模拟数据编码：振幅键控ASK、移频键控FSK、移相键控PSK（2）数字数据编码：非归零码NRZ、曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码 73.模拟数据的数字编码：脉冲编码调制PCM 74.人们把通过通信信道后接收数据与发送数据不一致的现象称为传输差错，常简称为差错 75.通信信道的噪声分为热噪声和冲击噪声

76.冲击噪声引起的传输差错为突发差错，引起突发差错的位长称为突发长度（总结到这里我已经神经错乱了，大家凑合着看吧）

77.误码率是指二进制码元在数据传输系统中被传错的概率，它在数值上近似为： Pe＝Ne／N（N为传输的二进制码元总数，Ne为被传错的码元数）

-9 78.计算机通信的平均误码率要求低于1079.协议的三要素：语法、语义、时序

80.OSI参考模型：物理层—数据链路层—网络层—传输层—会话层—表示层—应用层 81.物理层：协议(标准)：规定了物理接口的各种特性

82：协议：面向字符的：数据以字符为单位传输，用控制字符控制通信

面向比特的：数据以位为单位传输，用帧中的控制字段控制通信

83.网络层：CCITT：X.25 TCP/IP：IP 84.传输层的特点：

以上各层：面向应用，本层及以下各层：面向传输；

与网络层的部分服务有重叠交叉，功能取舍取决于网络层功能的强弱；只存在于端主机中；实现源主机到目的主机“端到端”的连接 85.网络层：为主机之间提供逻辑传输

传输层：为应用进程之间提供逻辑传输

网络层则提供网络中主机间的“逻辑通信” 传输层提供主机中的进程间的“逻辑通信” 86.应用层：HTTP、FTP、TELNET、E-mail 87.88.TCP/IP是指传输控制协议和网际协议簇 89.TCP/IP协议特点：

1.开放的协议标准—免费使用，独立于特定的计算机硬件与操作系统；

2.独立于特定的网络硬件—可以运行在局域网、广域网，更适用于互连网中； 3.统一的网络地址分配方案—整个TCP/IP设备在网中都具有唯一的地址； 4.标准化的高层协议—提供多种可靠的用户服务 90.TCP/IP层次：网络接口层—网际层—传输层—应用层 91.网络接口层功能：通过网络发送和接受IP数据报 92.网际层功能：

处理来自传输层的分组发送请求、处理接受的数据报、处理互联的路径、流控与拥塞问题 协议：IP 网际协议、ICMP 因特网控制报文协议

ARP 地址解析协议、RARP 逆地址解析协议 93．传输层：提供端－端的数据传送服务

协议：传输控制协议 TCP —可靠的面向连接的协议

用户数据报协议 UDP —不可靠的无连接协议

94.应用层：网络终端(TELNET)协议：实现互联网中远程登录功能 文件传输协议(FTP)：实现互联网中交互式文件传输功能 简单邮件传输协议(SMTP)：实现互联网中电子邮件传送 域名服务(DNS)：实现网络设备名字到IP地址映射

简单网络管理协议(SNMP)：管理程序和代理程序之间的通信服务 超文本传输协议(HTTP)：用于WWW服务

95.OSI参考模型与TCP／IP参考模型比较： 相同：基于独立的协议栈的概念 采用了层次结构的概念，层的功能也大体相似 在传输层中二者定义了相似的功能

不同：OSI引入了服务、接口、协议的概念，TCP/IP则没有，但他正是借鉴了OSI的这些概念建模的。

OSI先有模型，后有协议，TCP/IP则相反。OSI先有标准后实践，TCP/IP则相反。OSI太复杂，TCP/IP简单却并不全面。

分层不同，OSI模型有7层，TCP/IP模型有4层

OSI在网络层提供无连接和连接两种服务，而在传输层只提供连接服务。TCP/IP的网络层为无连接，而传输层提供无连接和连接两种服务。

96.IP地址 见教材P.68 —P.70 嫌麻烦 不想打

97.子网掩码：懒得弄了 自己做练习题吧 教材P.84—P.92 98.IP地址与域名比较：

（1）域 名--用字符表示的网络主机名是主机标识符；

IP地址--数字型,难于记忆与理解

域名--字符型，直观，便于记忆与理解（2）IP地址--用于网络层

域名--用于应用层

IP地址与域名： 全网唯一，一一对应

99.Internet主机域名的一般格式是：主机名.单位名.类型名.国家代码 100.电子邮件的特点

①传递迅速，范围广阔，比较可靠；

②不要求双方都在场，不需要知道通信对象的位置； ③实现一对多的邮件传送；

④可以将文字、图像、语音等多种类型的信息集成在一个邮件中传送 101.电子邮件系统的协议：简单邮件传输协议 SMTP、邮件读取协议POP3 102.Internet的远程登录服务（TELNET）的主要作用 ①允许用户与在远程计算机上运行的程序进行交互； ②当用户登录到远程计算机时，可以执行远程计算机上的任何应用程序，并且能屏蔽不同型号计算机之间的差异；

③用户可以利用个人计算机去完成许多只有大型计算机才能完成的任务 103.TCP／IP的文件传输协议FTP：负责将文件从一台计算机传输到另一台计算机上，并且保证其传输的可靠性

104.WWW服务器采用超文本链路来链接信息页

文本链路由统一资源定位器（URL）维持

WWW客户端软件（WWW浏览器）负责信息显示向服务器发送请求 105.WWW服务的特点

(1)以超文本方式组织网络多媒体信息

(2)用户可在世界范围内查找、检索、浏览及添加信息(3)提供生动直观、易于使用、统一的图形用户界面

(4)网点间可以互相链接，以提供信息查找和漫游的透明访问(5)可访问图像、声音、影像和文本信息 106.HTML语言的作用

HTML是WWW上用于创建超文本链接的基本语言，可以定义格式化的文本、色彩、图像 与超文本链接等，主要被用于WWW主页的创建与制作 107.HTML语言的特点

（1）通用性（2）简易性（3）可扩展性（4）平台无关性（5）支持用不同方式创建HTML文档

108.URL描述了浏览器检索资源所用的协议、资源所在计算机的主机名，以及资源的路径与文件名。

109.URL使用的协议：gopher、ftp、file、telnet 110.DNS名称的解析方法：用hosts文件进行解析、通过DNS服务器解析 111.DNS服务器的两种查询方法

（1）递归查询：递归查询是最常见的查询方式（2）迭代查询 112.网络中的信息安全问题：信息存储安全与信息传输安全

113.信息传输安全问题的四种基本类型：截获、篡改、窃听、伪造

第五篇：传感器原理与应用

传感器原理与应用（专业限选课）

Principle and Application of Sensor

【课程编号】XZ260111

【学分数】2

【学时数】24+6+9（实验课时）【课程类别】专业限选 【编写日期】2010.3.30 【先修课程】电路分析、模电、数电

【适用专业】电子信息工程类

一、教学目的、任务

《传感器原理和应用》是电子及自动化专业的一门专业课。它有较强的实际应用价值。通过学习本课程使学生掌握各类传感器的基本原理、主要性能及其结构特点；能合理地选择和使用传感器； 掌握常用传感器的工程设计方法和实验研究方法；了解传感器的发展动向。

二、课程教学的基本要求

现代信息产业的三大支柱是传感器技术﹑通信技术和计算机技术，它们分别构成了信息系统的“感官”、“神经”和“大脑”。在机械工程中,传感器对于机械电子、测量、控制、计量等领域都是必不可少的获取信息的关键部件。

鉴于上述认识并考虑学科特色,在本课程有限学时内,要求学生重点掌握下列几方面的知识：⑴传感器的基本概念﹑术语和特性；⑵常用传感器的原理、结构和应用；⑶传感器测量电路；⑷传感器的典型应用。

三、教学内容和学时分配

第1章 传感与检测技术的理论基础自学

主要内容：

1.1测量概论

1.2测量数据的估计和处理

教学要求：

了解测量的基本概念，测量系统的特性，测量误差及数据处理的各种方法。

第2章 传感器概述2学时

2.1传感器的组成与分类

2.2传感器的基本特性

教学要求：

熟悉传感器的输出--输入特性与内部结构参数有关的外部特性，掌握其静态特性，动态特性的分析方法。

第3章 应变式传感器4学时

主要内容：

3.1 工作原理

3.2 应变片的种类、材料及粘贴

3.3 电阻应变片的特性

3.4 电阻应变片的测量电路

3.5 应变式传感器的应用

教学要求：

熟悉应变片传感器的工作原理及外部特性，了解其应用范围，掌握测量电路的分析方法。其它教学环节：实验一应变片性能测试实验3学时

实验性质：验证性实验

实验内容：金属箔式应变片性能——单臂电桥、半桥和全桥。

实验目的与要求：掌握使用金属箔式应变片组成单臂电桥、半桥和全桥的方法，了解在不同电路

形式时电路的输出特性。

注意要点：确保接线正确，电源电压不能用错。

第4章 电感式传感器3 学时

主要内容：

4.1自感式电感传感器

4.2差动变压器式传感器

4.3电涡流式传感器

教学要求：

了解电感式传感器的应用范围，工作特点，掌握其组成的各种测量电路的分析方法及组成特点。其它教学环节：实验二电涡流式传感器的静态位移性能3学时

实验性质：设计性实验

实验内容：电涡流式传感器的工作原理和工作情况，动手自制一个涡流探头，利用实验室放大器

及振荡器对不同被测材料（即混料）进行分选。

实验目的与要求：研究电涡流传感器特性，被测材料（物质）对传感器的特性的影响以及电涡流

传感器的应用。

注意要点：确保接线正确，激励、响应线圈不能用错。

第5章电容式传感器3 学时

主要内容：

5.1电容式传感器的工作原理和结构

5.2电容式传感器的灵敏度及非线性

5.3电容式传感器的等效电路

5.4电容式传感器的测量电路

5.5电容式传感器的应用

教学要求：

熟悉电容式传感器的工作原理及结构，掌握其在非电量测量与自动检测中的应用。

其它教学环节：实验三 变面积式电容传感器的性能1学时

实验性质：验证性实验

实验内容：变面积式电容传感器的工作原理和工作情况。

实验目的与要求：熟悉变面积式电容传感器的工作原理和工作情况；研究差动式电容传感器特性。注意要点：确保接线正确，电源电压不能用错。

第6章 压电式传感器3 学时

主要内容：

6.1压电效应及压电材料

6.2 压电式传感器测量电路

6.3 压电式传感器的应用

教学要求：

了解压电式传感器具有的特点及其应用范围，掌握其组成的测量电路分析及应用。

第7章 磁电式传感器4学时

主要内容：

7.1磁电感应式传感器

7.2 霍尔式传感器

教学要求：

掌握磁电式传感器的各种不同类型及应用范围。

其它教学环节：实验四 霍尔传感器特性研究及应用2学时

实验性质：验证性实验

实验内容：霍尔传感器在交、直流信号激励下的特性。

实验目的与要求：了解霍尔传感器的结构和工作原理；实验研究霍尔传感器在交、直流信号激励

下的特性；掌握霍尔传感器测量振幅和称重应用的实验方法。

注意要点：确保接线正确，电源电压不能超出规定值。

第8章 光电式传感器3 学时

主要内容：

8.1光电器件

8.2光纤传感器

教学要求：

熟悉典型的光电器件的特性和应用，了解光纤传感器及其技术发展方向，掌握红外传感器的应用。

第9章 半导体传感器2学时

主要内容：

9.1半导体气敏传感器

9.2湿敏传感器

9.3色敏传感器

9.4半导体式传感器的应用

教学要求：

了解以半导体材料组成的各种传感器及其它们的工作原理，掌握气敏、湿敏、色敏传感器在测量电路中的应用及其电路分析。

第10章 超声波传感器2学时

主要内容：

10.1超声波及其物理性质

10.2超声波传感器

10.3超声波传感器应用用

教学要求：

熟悉超声波传感器的工作原理及其物理性质，掌握超声波传感器的应用。

第11章 微波传感器1学时

主要内容：

11.1微波概述

11.2微波传感器的原理和组成11．3微波传感器的应用

教学要求：

了解压电式传感器具有的特点及其应用范围，掌握其组成的测量电路分析及应用。

第12章 辐射式传感器1 学时

主要内容：

12.1红外传感器

12.2核辐射传感器

教学要求：

了解辐射式传感器的特性及应用。

第13章 数字式传感器自学

主要内容：

13.1光栅传感器

13.2编码器

13.3感应同步器

教学要求：

了解数字式传感器的特点及应用。

第14章 智能式传感器自学

主要内容：

14.1概述

14.2传感器的智能化

14.3集成智能传感器

教学要求：

了解集成智能感器的特性及应用。

第15章 传感器在工程检测中的应用4学时

主要内容：

15.1温度测量

15.2压力测量

15.3流量测量

15.4物位测量

教学要求：

了解热电偶的结构和原理、热电效应的构成成份。掌握热电偶的基本定律、冷端补偿方法、测量计算方法。了解热电阻的工作原理、结构，掌握应用方法。了解传感器在工程检测中的作用及其应用。

四、教学重点、难点及教学方法

重点：各种常见的、应用广泛的传感器的基本原理、基本特性、转换电路以及工程应用，及分析、设计方法。以课堂讲授为主，通过实验加深对所学各类传感器的性能及工作原理理解。

难点：各种传感器的特性分析。

五、考核方式及成绩评定方式：

考核方式：考查，六、教材及参考书目

推荐教材：

《传感器原理及工程应用》（第三版），郁有文等编著，西安科技大学出版社，2008年参考书：

1．王化祥，《传感器原理与应用》，天津大学出版社，第七版，2003

3．刘君华，《智能传感器系统》，西安电子科技大学出版社，第一版，1999

4．单成祥，《传感器的理论与设计基础及其应用》，国防工业出版社，1999

4．赵负图，《现代传感器集成电路》，人民邮电出版社，2000

修（制）订人：审核人：

2010年 3 月30日