以太网交换机技术原理
以太网交换机技术原理
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目录
第一章以太网交换技术概述 (1)
1.1交换式以太网的发展 (1)
1.2以太网的基本概念 (1)
1.3交换机工作原理 (2)
第二章物理端口和介质 (4)
2.1以太网命名方法 (4)
2.2 RJ－45的相关知识 (5)
第三章以太网交换机管理的概念 (6)
3.1带外管理 (6)
3.2带内管理 (6)
第四章以太网交换机重要功能 (8)
4.1 VLAN (8)
4.2 IGMP S NOOPING (11)
4.3生成树协议（S PANNING T REE P ROTOCOL） (12)
4.4链路聚合（T RUNKING） (14)
4.5端口工作状态 (15)
4.6流量控制 (16)
4.7数据帧过滤 (16)
4.8端口镜像 (16)
4.9端口锁定 (17)
4.10以太网交换机的Q O S (17)
第五章产品及应用 (19)
5.1交换机产品系列 (19)
5.2主要特点 (19)
5.3典型应用 (19)
5.4组网示意图 (20)
第一章以太网交换技术概述
1.1交换式以太网的发展
“以太网”是Ethernet的中译名，是在二十世纪七十年代由施乐（Xerox）公司
的Palo Alto研究中心（PARC）开发的，是一种局域网技术。让我们首先回顾一
下以太网的发展过程。
1982年12月,IEEE802.3标准的出现标志着以太网技术的起步，同时也标志
着符合国际标准、具有高度互通性的以太网产品的面世。
1990年，出现了第一台以太网交换机。
1993年，全双工以太网的出现改变了以太网半双工的工作模式，彻底解决了
多个端口的信道竞争。
1995年3月，IEEE802.3u规范的通过，标志着100Mbps快速以太网时代的
到来。
1998年6月，通过了IEEE802.3z规范，以太网速度达到了1000Mbps(即
1Gbps)，以太网进入高速网络的行列。
1.2以太网的基本概念
CSMA/CD
以太网的访问是竞争式的，这种技术称为CSMA/CD（带冲突检测的载波侦听多
路访问）
“载波侦听”表示希望发送的站点先要侦听线路，如果其他站点正在发送，则等
待到线路空闲为止。
“多路访问”是指多个站点共享媒体。
冲突检测”是指站点在发送时要监测媒体，从而知道是否有冲突发生—即有其
他站点同时在发送。
IEEE802.3帧结构
8 6 6 2 可变 4
前同步码 目的地址 源地址 长度 数据 FCS
这是IEEE802.3帧格式。这和传统的以太网帧略有差别，但IEEE802.3是一个
标准，多数厂商推出的都是兼容IEEE802.3的硬件和软件，当我们提到一个以
太网帧的时候，我们指的就是IEEE802.3帧结构。
广播
网段上的某一计算机发送的数据，会以广播方式发送出去，同一网段上的其它
所有计算机都会接收到，但只有目的计算机才会处理这个数据。
1.3交换机工作原理
网桥与交换机
局域网交换技术的发展要追溯到两端口网桥。桥是一种存储转发设备，用来连
接相似的局域网。从互联网络的结构看，桥是属于DCE级的端到端的连接；从
协议层次看，桥是在逻辑链路层对数据帧进行存储转发；与中继器在第一层、
路由器在第三层的功能相似。两端口网桥几乎是和以太网同时发展的。
以太网交换技术（SWITCH）是在多端口网桥的基础上与九十年代初发展起来的，
实现OSI模型的下两层协议，与网桥有着千丝万缕的关系，甚至被业界人士称
为"许多联系在一起的网桥"，因此现在的交换式技术并不是什么新的标准，而
是现有技术的新应用而已，是一种改进了的局域网桥，与传统的网桥相比，它
能提供更多的端口（4-88）、更好的性能、更强的管理功能以及更便宜的价格。
现在某些局域网交换机也实现了OSI参考模型的第三层协议，实现简单的路由
选择功能，目前很热的第三层交换就是指此。以太网交换机又与电话交换机相
似，除了提供存储转发（STORE&FORWORD）方式外还提供了其它的桥接技术，
如：直通方式（CUT THROUGH）。
二层交换机的工作原理
检测从以太网端口来的数据包的源和目的地的MAC（介质访问层）地址，然后
与系统内部的动态查找表进行比较，若数据包的MAC层地址不在查找表中，则
将该地址加入查找表中，并将数据包发送给相应的目的端口。
地址转发表（FDB）
交换机在工作过程中会不断地学习。建立和维护它本身的一个地址转发表（Forwarding Database），这个地址表标明了节点的MAC地址和交换机端口的对应关系。当交换机收到一个数据包，它便会去查看自身的地址表以验明数据包中的目的MAC地址究竟对应于哪个端口。一旦验证完毕，就将发送节点与该端口建立一个专用连接，发送方的数据仅发送到目的MAC 地址所对应的交换机端口。但是交换机地这种学习不是无止境的，交换机有一个重要的指标：MAC地址表深度，标称交换机支持学习MAC地址的数目。当更多的带有新地址的数据包通过交换机进行转发时，交换机就不能够正确的转发，而是将它广播出去。MAC地址表深度是交换机的一个很重要的性能指标。
交换机的工作特点
存储转发
从接收端口接收数据包，将其存储在缓存中，然后检测数据包的源和目的MAC 地址，查找端口-地址对应表，找到后从相应的端口发送出去。
地址学习
交换机自动的读去数据包的源MAC地址，然后将数据包的输入端口号和源MAC 地址一起写入端口-地址对应表中。
包过滤
包过滤是交换机的重要功能之一，交换机接收到数据包后，将检测数据包的长度，校验和等信息，将非法的和校验和错误的数据包丢弃，不再发送
第二章物理端口和介质
2.1以太网命名方法
当以太网首次广泛地应用于商业时，它只支持单一数据率(10Mb/s)以及一种物理介质(粗同轴电缆)。因此术语“以太网”毫无争议地专指这种系统。然而这种简明特点没有保持很长时间。
IEEE802.3定义了一种缩写符号来表示以太网的某一标准实现。因此，某个以太网实现被称为：
n -信号-物理介质
n ： 以兆位每秒为单位的数据率，如1，10，100，1000 ；
信号： 如果采用的信号是基带的，即物理介质是由以太网专用的，
不与其他的通信系统共享，则表示成BASE ；如果信号是宽
带的，即物理介质能够同时支持以太网和其他非以太网的
服务，则表示BROAD
物理介质：表示介质类型，在最早使用这种表示法的一些系统中,“介
质”表示以m为单位的最大电缆段长度(以100m为基数)，在以后的系
统中，这种习惯改变了。“介质”只简单地表示特定的介质类型。
下表列出了常见的介质类型
10Mb/s系统
10BASE-T 2对3类(或更好的)UTP
10BASE-F 10Mb/s光纤系统的通用名称
10BASE-FL 带有异步主动中央控制器的2 路多模光纤，最长2km
10BASE-FP 带有被动中央控制器的2 路多模光纤，最长1km
10BASE-FB 带有同步主动中央控制器的2 路多模光纤，最长2km
100Mb/s系统
100BASE-T 所有100Mb/s系统的通用表示
100BASE-X 使用4B/5B编码的所有100BASE-T系统的通用表示
100BASE-TX 2对5类UTP，最长100m
100BASE-FX 2路多模光纤，最长2 k m
100BASE-T4 4对3类(或更好的)UTP，最长100m
100BASE-T2 2对3 类(或更好的)UTP，最长100m
1000 Mb/s 系统
1000BASE-X 使用8B/10B编码的所有1000Mb/s系统的通用表示
1000BASE-CX 2对150欧屏蔽双绞线，最长25m
1000BASE-SX 使用短波激光的2 路多模或单模光纤
1000BASE-LX 使用长波激光的2 路多模或单模光纤
1000BASE-T4 对5类UTP，最长100m
2.2 RJ－45的相关知识
RJ－45终端端口(MDI-X)可连接到任何使用标准网络接口的设备(如工作站、服务器、桥或路由器)。RJ－45菊花链端口(MDI)可级联到相似设备的终端端口(如另一台交换机或Hub)。RJ－45连接采用非屏蔽双绞线(UTP)或屏蔽双绞线(STP)：10Mbps连接采用100欧3，4，5类线，100Mbps采用100欧5类线。此外，切记任何双绞线连接长度不得超过100米。
直通和交叉电缆简图如下：
第三章以太网交换机管理的概念
3.1带外管理
带外管理（Out－of－Band），是指在网络未运行时也可以对设备进行管理的方式。带外管理的基本方式是本地Console管理。
本地Console
在交换机上，通常会提供一个Console端口，通常这是一个RS232端口，现在也有些厂家提供的是RJ45端口。
利用合适的连接线将交换机的Console口和PC的COM口相连，在PC上运行终端仿真程序（超级终端），根据厂家提供的配置，设置好COM口的属性，即可以对交换机进行本地管理。
3.2带内管理
带内管理（In－Band），是指在网络运行时，通过访问设备的IP地址，对设备进行管理的方式。带内管理的方式有Telnet管理、web管理和SNMP管理。
IP地址
交换机在出厂时都具有默认的IP地址、子网掩码和网关等网络设置。可以根据用户手册修改这些设置，使交换机符合自己的网络结构。通过设定好的IP地址，可以对交换机进行远程管理。
Telnet管理
Telnet：即远程登录。可以通过远程登录的方式，对交换机进行远程管理。
Web管理
使用IE等网络浏览器，访问交换机的IP，就可以通过浏览web页面的方式对交换机进行管理和配置。
SNMP管理
SNMP即简单网络管理协议，通过简单的获取请求命令（get）和设置请求命令(set)来对设备进行设置和管理。
SNMP是基于三个部件的：管理软件、代理和管理信息库（MIB）。其中管理信息库是用于被管理设备的数据库。管理软件运行于网络管理工作站，并负责完成使用SNMP的查询代理。代理要求有一个或多个程序模块运行于被管理的设备，也就是我们的交换机，或者其他设备。每个代理存储数据，并根据管理员的请求提供信息。
第四章以太网交换机重要功能
交换机的主要功能包括物理编址、监测网络拓扑结构、错误校验、帧序列、端口模式、速率设置、流控。
目前交换机还具备了一些新的功能，如VLAN(虚拟局域网)、链路聚合(Trunking)、生成树算法(STP)、IGMP组播、镜像(Mirroring)、静态MAC地址绑定及过滤、端口优先级队列、端口锁定等。
4.1 VLAN
为了建立起安全的、独立的广播域或者组播域，可以将交换机上的端口组合成一个一个的虚拟局域网（VLAN）。
设置VLAN的主要目的是为了限制广播包的传播范围和降低广播包的影响。所有以太网数据包，如点播（unicast）、组播（multicast）、广播（broadcast），以及未知（unknown）的数据包，都将只在VLAN内传送。这样，在一定程度上，可以提高网络的安全性。
VLAN的另一个优点是可以改变网络的拓扑结构，但是并不需要网络中的工作站发生物理上的移动或者网络线路连接上的变动。可以仅仅改动工作站的VLAN设置，就将工作站从一个VLAN（如销售部VLAN）“移到”了另一个VLAN（市场部VLAN）。这可以使网络节点的移动、变换、增加变得非常灵活和容易。
划分VLAN的方式有多种：802.1Q VLAN、基于端口的VLAN和基于MAC的VLAN。
基于MAC地址的VLAN需要网络管理员手工将MAC地址输入，而且很难应付MAC 地址欺骗所造成的攻击，在实际应用中比较少。我公司的交换机主要提供两种划分Vlan的方式，802.1Q VLAN和基于端口的VLAN。
802.1Q VLAN支持IEEE 802.1Q 标识功能（tagging），这使得VLAN可以延伸到整个网络（需网络上的所有交换机都支持IEEE 802.1Q）。802.1Q VLAN的去标记特性（untagging）使得它可以与所有合法的、无法识别VLAN标记（VLAN tag）的交换机或网卡在一起工作。而IEEE 802.1Q VLAN的加标记特性（tagging）允许VLAN通过物理链路的连接而将VLAN范围延伸到多个兼容IEEE 802.1Q的交换机上。
基于端口的Vlan
基于端口（port-based）的VLAN是将端口划分到不同的VLAN中，组成不同的广播域。
在基于端口的VLAN中，广播包（broadcast）、组播包（multicast）和未知数据包（unknown packets）都将被限制在VLAN内。这样，可以有效地分割广播域。
因为基于端口的VLAN的理解和实现非常简便，所以，如果网络管理员想快速且简易地设置VLAN，以限制广播包在网络上的传输，那么，可以选择这种最简单
的基于端口的VLAN 划分方法。
为了能可靠地执行VLAN 的设置，请确保站点都已经直接连接在交换机上，因为如果是通过一台HUB、交换机或其它中继器将站点连接到交换机的端口上的，那么，连接在该HUB、交换机或其它中继器上的所有站点都将成为该VLAN 的成员。 如果想设置基于端口的VLAN，只需为其选择任意一个ID 号码，并为VLAN 起一个名字，指定哪些端口属于这个VLAN 就可以了，其余的端口将被自动地隔离在外。
基于端口Vlan 的例子
通过划分1、4、7、12为Vlan1，2、8、12为vlan2，可以使销售部和研发部各自成为独立的广播域。而所有的端口都属于Vlan3。这样，12端口同时属于3个Vlan。这个端口一般接服务器，服务器它可以收到两个Vlan
发来的数据包，它发的数据包也可以被转发到两个Vlan 里的端口。这样既分割了广播域，又通过重叠端口的Vlan 划分的方法，提供了公共服务的访问
基于802.1Q 的Vlan
根据协议，交换机最多可以支持4094个802.1Q 的VLAN。802.1Q VLAN 是针对交换机的端口限制数据流的进出的，这样，所有连接到交换机的端口上的设备都将成为该VLAN 的成员，不管连接到交换机端口上的是一台计算机，还是整个部门的计算机。IEEE802.1QVLAN 将原有的IEEE802.3帧结构作了一点改变。在源地址后面插入了4个字节的802.1Q 标记。
802.1Q Vlan 常用术语
Vlan 标记（Vlan tag ） ：标记帧首部的32位长的字段。其组成为：8100（16位）
＋Pirority（3位）＋CFI（1位）＋VID（12位）。其中CFI是标准格式指示器。
VLAN 标识符（VID） ：VLAN tag 中的12位长的标识符，用来唯一地确定一个VLAN。
标记帧(Tagged Frame):携带VLAN标记的帧
无标记帧（Untagged Frame）：不携带VLAN标记的帧，即普通的数据帧
端口VLAN表示符：（PVID）：用于关联VLAN端口分类标识符，如PVID＝1的端口将其所有的无标记进站帧转发给VLAN1
无标记端口（Untagged Port）：以Untagged 方式加入某个Vlan。此类端口只发送无标记帧，从此类端口出站的帧是无标记帧。
标记端口（Tagged Port）：以Tagged方式加入某个Vlan。此类端口只发送标记帧，从此类端口出站的帧是标记帧。
VLAN的转发机制
Untagged端口 Tagged端口
不带标记的以太网帧进站帧VID为端口PVID的
标记以太网帧标记以太网帧。VID 为Tagged端口所在VLAN的ID。（注）
广播域端口所在的VLAN VLAN ID 为标记帧的VID 的VLAN
出站帧非标记以太网帧标记以太网帧。VID 为数据在此转发的VLAN 的ID。
注：Tagged端口可以同时属于不同的VLAN。只要标记帧的VID等于其中一个VLAN 的ID即可进站转发，但广播域则取决于标记帧的VID。
基于802.1Q划分Vlan的例子
交换机1的1，2，5为Vlan1。Vlan1的ID为100。11，12，5为Vlan2，Vlan2的ID为200。
交换机2的1，2，5为Vlan3。Vlan3的ID为100。11，12，5为Vlan4，Vlan4 的ID为200。
两个交换机中的5端口都为Tagged端口，其它为Untagged端口。
这样，交换机1的1端口所发的包经过5端口打标，tag值为100，交换机2的Vlan3中的端口可以接收。这样，Vlan1和Vlan3形成一个广播域。同样的道理，Vlan2和Vlan4也形成一个广播域。从而实现了跨交换机的Vlan。
4.2 IGMP Snooping
IGMP Snooping 概述
IGMP snooping，如名称所示，允许交换机“监听”主机与路由器间的对话。
当交换机听到来自主机的报告时，交换机将主机所在的端口号加入相应的组
中。同时当交换机听到主机的离开报告时，它将主机所在的端口号从相应的组
中删除掉。
IGMP snooping在交换机的二层管理组播流量。交换机利用IGMP snooping可
以将组播数据流只发往那些参与组播的端口，从而减少了广播信息，节省了网
络带宽。IGMP snooping功能在交换机上启动后，交换机为每个虚拟局域网
（VLAN）创建一张组播转发表。当交换机听到来自主机的加入报告时，自动将
主机所在的端口号加入到相应的组播转发表中。IGMP Snooping在视频点播上
很有应用价值，服务器并不为每个点播者传递一份视频流，而是通过组播方式
进行复制，大大减轻了网络负载。
IGMP报文格式
IGMP报文格式如下图所示：
其中类型：
0x11=成员资格查询（Memebership Query）
0x16=版本2成员资格报告（Version 2 Membership Report）
0x17=离开组（Leave Group）
0x12=版本1成员资格报告，用于保持同IGMP版本1的向后兼容。
加入组播组
当与交换机相连的主机想加入某个组播组中，它发送一个加入报文，指明它所
要加入的组。交换机收到加入报文后，将主机所在的端口号加入到该组中。当
交换机收到来自路由器的查询时，交换机在整个的VLAN内转发此查询，并将
该路由器端口加入交换机上现存的每个组中。
离开组播组
当与交换机相连的主机想离开某个组播组时，它发送一个离开报文，指明它要
离开的组。当交换机收到此离开报文时，并不马上将此端口删除，而是将此离
开报文转发给该组的所有端口，这样做的原因是可能此端口上还有其他的主机
是这个组的成员。
例如：在以下地VOD点播应用中，当用户点播时，即发出一个加入报文。交换机
将其加入组播组后。VOD服务器不需要另外为它发出一个视频流，原来在组播组中
组播地视频流可以到达该端口。
用户用户用户
4.3生成树协议（Spanning Tree Protocol）
在数据传输过程中，为了避免干路的断路而引起网络瘫痪，链路冗余备份是必
不可少的。但当连接一些备份链路时，也有可能出现数据循环传输而形成死循
环。有了生成树协议，交换机在数据传输路径的选择时，会自动选择最优路径，
而除了最优路径外，其余的冗余链路会被交换机自动视为断路，从而避免了死
循环的产生；当链路主干断路时，冗余链路又会被交换机视为通路进行数据传
输，防止整个网络的瘫痪。
网桥和另一网桥交换信息的协议称为STP(Spanning Tree Protocol,生成树协
议)
STP算法的目的是让网桥动态地发现拓扑结构的一个无回路子集（树），并且
保证足够的连通度，以使得只要物理上可能，每两个LAN之间就存在一条路径。
STP可以提供网络动态冗余切换机制、自动激活备份线路。
生成树的级别（STA Operation Levels）
生成树有两种工作级别：桥级别（bridge level）和端口级别（port level）。
在桥一级上，生成树算法为每台交换机计算桥的标志级数（Bridge
Identifier），然后设定根桥（Root Bridge）和指定桥（Designated Bridges）。
而在端口一级上，生成树算法设定根端口（Root Port）和指定端口（Designated
Ports）。详述如下：
在桥一级上（On the Bridge Level）：
根桥（Root Bridge）：具有最小桥标志级数的（lowest Bridge Identifier）
交换机是根桥（Root Bridge）。当然，你希望根桥是环路中所有交换机当中最
好的一台（交换机），以保证能够提供最好的网络性能和可靠性。
桥标志级数（Bridge Identifier）：桥标志级数是由桥的优先级和交换机的
MAC地址的综合数值，交换机的桥标志级数越低，则交换机的优先级越高，这
样可以增加其成为根桥的可能性。
指定桥（Designated Bridge）：在每个网段中，到根桥（Root Bridge）的路
径开销最低的（lowest Root Path Cost）桥将成为指定桥（Designated Bridge），
数据包将通过它转发到网段。一旦所有的交换机具有相同的根路径开销（Root
Path Cost），那么具有最低的桥标志级数的（lowest Bridge Identifier）交
换机才会被定为指定桥（Designated Bridge）。
根路径开销（Root Path Cost）：一台交换机的根路径开销（Root Path Cost）
是根端口（Root Port）的路径开销（Path Cost）与数据包经过的所有交换机
的根路径开销（Root Path Cost）之和。根桥（Root Bridge）的根路径开销
（Root Path Cost）是零。
在端口一级上（On the Port Level）：
根端口（Root Port）：每台交换机都有一个根端口（Root Port），这个端口到
根桥的路径开销最低。一旦多个端口具有相同的到根桥的路径开销时，那么具
有最低的端口标志级别的才会成为根端口。
指定端口（Designated Port）： 指定端口就是指定桥（Designated Bridge）
上的端口。
端口优先级（Port Priority）：数值越小，端口的优先级就越高。具有越高端
口优先级，才越有可能成为根端口。
路径开销（Path Cost）：这是一个可变的参数，它将随着生成树中的设定值的
变化而变化。
生成树举例
假如，在两个交换机之间有两条通路，如图所示：
交换机1的优先级为32768，MAC地址为000102030405。
交换机2的优先级为32768，MAC地址为010*********。
如果不使用生成树技术，可以预见可能发生的一些网络故障。例如：如果通过交换机1的8端口发出一个广播包，那么，此广播包将扩散到交换机1的1端口，1端口又给交换机2的1端口，交换机2的1端口将数据包转发到2端口，
2端口又扩散到交换机1的1端口。随后会一直将如此反复，广播包将会在这个环路中被循环往复地传递，从而导致严重的网络故障。
采用了生成树算法后，它会这样来计算：
在桥一级上，交换机1的MAC地址小于交换机2的MAC地址。交换机1成为根桥，而交换机2成为指定桥。
在端口一级上，交换机2的1端口到根桥的路径开销最低（端口数值最小），这样它成为根端口。2端口成为指定端口，被阻塞，回路被割断。广播风暴也被抑制。
4.4链路聚合（Trunking）
链路聚合（Trunking）功能是将交换机的多个低带宽交换端口捆绑成一条高带
宽链路，通过几个端口进行链路负载平衡，避免链路出现拥塞现象，打比喻来
说，链路聚合就如同超市设置多个收银台以防止收银台过少而出现消费者排队
等候过长的现象。通过配置，可通过2个、3个或4个端口进行捆绑，分别负
责特定端口的数据转发，防止单条链路转发速率过低而出现丢包的现象。我公
司生产的交换机均提供多条链路聚合功能，提供的2口、3口、4口TRUNK连
接在全双工模式下可提高带宽为400Mbps、600Mbps、800Mbps，为当今高带宽
的需求提供了完美的解决方案。
交换机将把Trunking中的所有端口看作一个端口。在组成端口干路的端口中，
将有一个端口被指定为主端口（master port）。由于Tranking中的所有成员
需以相同的方式工作，所以，所有对主端口（master port）进行的设置，都
将被同样作用到所有成员端口上。这样，当需要对Tranking中的端口进行设
置时，可以仅对主端口进行设置即可。
Trunking中的所有端口在Vlan、STP等功能中都被当作一个端口，所有的操
作都对主端口完成。
用户用户用户
4.5端口工作状态
全双工
全双工模式是指网络上两个节点之间直接连接，形成点对点链路，全双工端
口可以同时发送和接收数据。以太网上的两个节点以全双工模式连接时，其
CSMA/CD机制完全关闭，它们之间的通信不会造成任何冲突，也永远不用服
从其他任何节点，唯一使用的规则是IPG（帧际间隙）规则。而且两个节点
可以同时发送，每一个节点都有一条全线速率的通路，两个节点的带宽和是
线速率的2倍，从而使全双工以太网的网络利用率几乎可以达到200％的理
论极限。
自动协商
对于10/100M以太网来讲，其工作方式有10M半双工、100M半双工、10M全
双工和100M全双工四种方式。除了设定端口的工作方式外，还可以用自动
协商的方式让连接的端口自行确定工作方式。
自动协商能让设备两端物理层自动检测另一端物理层和链路层的特征，通常
称为NWAY自动协商。这一功能允许链路的一端通过询问另一端的特征来决
定兼容的操作方式，两端的设备将自动把它们的速度调节到最高的公共水
平，即线路所具有的最快速率。具有自动协商功能的物理层可以找出所连两
个设备之间优先级最高的操作方式。优先级从高到低的顺序为：
100M全双工，100M半双工，10M全双工，10M半双工
4.6流量控制
当通过一个端口的流量过大，超过了它的处理能力的时候，就会发生端口阻
塞，流量控制的作用是防止在出现阻塞的情况下出现丢帧。
网络阻塞一般是由于线速不匹配（如100M向10M端口发送数据）和突发的
集中传输，这可能导致这几种情况：延时增加、丢包、重传增加、网络资源
不可利用。
半双工流量控制
半双工方式下，以太网的流量控制是基于CSMA/CD算法的，当两个设备同时
在网络上发送数据时，就会产生冲突。一旦发生冲突，发送站点就会检测到
冲突，它们会停止发送一段时间再重新发送，但这样会降低网路的效率。
因此网络上的设备都会监听网络是否可用，当设备的资源不足时就会启动流
量控制，发送一组载波信号脉冲串（假冲突信号），设备检测到网络上的载
波信号就会认为网络由于正被其他设备使用而发生冲突，半双工网络上的其
它站点就会停止发送数据，这种流量控制的方式又称作“反压”式流控。
全双工流量控制
在全双工方式下，流量控制都遵循IEEE802.3x标准。IEEE802.3x规定了一
种64字节的“Pause”MAC控制帧的格式。当网络上的设备资源不足的时候，
这是设备没有能力再接收到来的数据，交换机会向信息源发送“Pause”帧，
告诉信息源停止一段时间发送信息。收到“Pause”帧的设备会根据Pause
帧所定义的参数停止一段时间发送数据的操作。
4.7数据帧过滤
交换机通常都会提供数据帧过滤的功能。数据帧过滤主要是为了去掉某些
特定的数据帧来提高网络性能、增加网络的安全性。数据帧过滤的一个规
则是过滤非法帧，如CRC错帧，超长超短帧、Symbol错帧等。另一个规则
是根据源和目的的MAC地址过滤。这样可以过滤掉特定MAC地址的数据帧。
4.8端口镜像
端口镜像功能可以将一个端口的流量复制到另一个端口。这样，网络管理
员可以对端口流量进行实时分析，不论是端口的收包或者发包状态。对多
数交换机而言，任意端口可都可以互相镜像。不同速率的端口可以互相镜
像，但如果速率低的端口监视速率高的端口，会限制后者的速率与它本身
一致。
例如：用户通过交换机与高速网络上连，网管则可以通过把另一个端口配置为
该用户所使用端口的镜像端口，通过查看镜像端口的流量等，来实时监控用户
端口的工作情况。当用户使用出现故障时，可以方便地进行诊断。
用户
4.9端口锁定
交换机支持端口锁定功能。端口被锁定后，不能学习新地址，也不能收、
发包。这种功能主要是面向运营的网络提供的。设想这样一种情况，放在
楼道里的交换机可能暂时还没有用户，运营商当然要限制非法用户将PC
终端接到这些端口上上网。除了以太网接入必须的鉴权、认证、计费等功
能，运营商还可以用比较简单的端口锁定功能来对此进行限制。
4.10以太网交换机的QoS
在网络出现拥塞时，交换机提供的服务质量保证机制可以确保高优先级的
流量优先获得带宽。优先级时交换机的一个高级特性，交换机通过端口优
先级机制提供重要的网络应用优先传输的保证，这对于要提供QoS保证的
设备是必须的。
优先级支持方式分为基于端口、MAC地址、IP地址和应用的优先级控制。
在实际应用中，基于端口的优先级控制使用较为灵活、方便，应用比较广
泛。
在下图的例子中，VoIP业务对延迟最敏感、VOD次之，数据业务最不敏感。
浅谈自然语言处理
浅谈自然语言处理 摘要 主要阐述了自然语言处理的定义，发展历史，并对其研究内容，以及目前相关领域的应用加以讨论。最后对自然语言处理的未来发展趋势做简单的介绍。 关键词 自然语言处理 Abstract The definition and the development history of Natural Language Processing(NLP) are explained,the research content and the applications in interrelated areas of NLP are discussed.And the develop direction of NLP in the future are simply introduced. Key Words: Natural Language Processing(NLP)
0.引言 早在计算机还未出现之前，英国数学家A.M.Turing便已经预见到未来计算机将会对自然语言处理研究提出新的问题。他指出，在未来我们可以“教机器英语并且说英语。”同时他觉得“这个过程可以仿效教小孩子说话的那种办法进行”。这便是最早关于自然语言处理概念的设想。 人类的逻辑思维以语言为形式，人类的多种智能都与语言有着密切的联系。所以用自然语言与计算机进行通信是计算机出现以来人们一直所追求的目标。 1.什么是然语言处理 美国计算机科学家Bill Manaris(马纳瑞斯)在1999年出版的《计算机进展》（Advances Computers）第47卷的《从人—机交互的角度看自然语言处理》一文中，曾经给自然与然处理提出了如下定义：“自然语言处理可以定义为研究在人与人交际中的语言问题的一门学科。自然语言处理要研制表示语言能力（linguistic competence）和语言应用（linguistic performance）的模型，建立计算框架来实现这样的语言模型，提出相应的方法来不断地完善这样的语言模型，根据这样的语言模型设计各种实用系统，并探讨这些实用系统的评测技术。”这个定义被广泛的接受，它比较全面的地表达了计算机对自然语言的研究和处理。 简单来说，自然语言处理就是一门研究能实现人鱼计算机之间用自然语言处理进行有效的通信与方法的一门学科，它是计算机科学领域与人工智能领域中的一个重要方向。普遍认为它主要是应用计算机技术，通过可计算的方法对自然语言处理的各级语言单位（字，词，语句，篇章等）进行转换，传输，存储，分析等加工处理的学科，是一门融合了语言学，计算机学，数学等学科于一体的交叉性学科。 互联网技术的发展，极大地推动了信息处理技术的发展，也为信息处理技术不断提出新的需求，语言作为信息的载体，语言处理技术已经日益成为全球信息化和我国社会及经济发展的重要支撑技术。
微机原理与接口技术课后习题与参考答案
第一章课后习题 1.1 把下列十进制数转换成二进制数、八进制数、十六进制数。 ① 16.25 ② 35.75 ③ 123.875 ④ 97/128 1.2 把下列二进制数转换成十进制数。 ① 10101.01 ② 11001.0011 ③ 111.01 ④ 1010.1 1.3 把下列八进制数转换成十进制数和二进制数。 ① 756.07 ② 63.73 ③ 35.6 ④ 323.45 1.4 把下列十六进制数转换成十进制数。 ① A7.8 ② 9AD.BD ③ B7C.8D ④ 1EC 1.5 求下列带符号十进制数的8位补码。 ① +127 ② －1 ③ －0 ④ -128 1.6 求下列带符号十进制数的16位补码。 ① +355 ② －1 1.7 计算机分那几类？各有什么特点？ 1.8 简述微处理器、微计算机及微计算机系统三个术语的内涵。 1.9 80X86微处理器有几代？各代的名称是什么？ 1.10 你知道现在的微型机可以配备哪些外部设备？ 1.11 微型机的运算速度与CPU的工作频率有关吗？ 1.12 字长与计算机的什么性能有关？ 习题一参考答案 1.1 ① 16.25D=10000.01B=20.2Q=10.4H ② 35.75D=100011.11B=43.6Q=23.CH ③ 123.875D=1111011.111B=173.7Q=7B.EH ④ 97/128D=64/123+32/128+1/128=0.1100001B=0.604Q=0.C2H 1.2 ① 10101.01B=21.25D ② 11001.0011B=25.1875D ③ 111.01B=7.25D ④ 1010.1B=10.5D 1.3 ① 756.07Q=111101110.000111B=494.109D ② 63.73Q=110011.111011B=51.922D ③ 35.6Q=11101.110B=29.75D ④ 323.45Q=11010011.100101B=211.578D 1.4 ① A7.8H=167.5D ② 9AD.BDH=2477.738D ③ B7C.8D=2940.551D ④ 1ECH=492D 1.5 ① [+127] 补=01111111 ② [－1] 补 = 11111111 ③ [－0] 补=00000000 ④[-128] 补 =10000000 1.6 ① [+355] 补= 00011 ② [－1] 补 = 1111 1111 1111 1111 1.7 答：传统上分为三类：大型主机、小型机、微型机。大型主机一般为高性能的并行处理系统，存储容量大，事物处理能力强，可为众多用户提供服务。小型机具有一定的数据处理能力，提供一定用户规模的信息服务，作为部门的信息服务中心。微型机一般指在办公室或家庭的桌面或可移动的计算系统，体积小、价格低、具有工业化标准体系结构，兼容性好。 1.8 答：微处理器是微计算机系统的核心硬件部件，对系统的性能起决定性的影响。微计算机包括微处理器、存储器、I/O接口电路及系统总线。微计算机系统是在微计算机的基础上配上相应的外部设备和各种软件，形成一个完整的、独立的信息处理系统。 1.9 答：从体系结构上可分为5代：4004：4位机；8080/8085：8位机；8086/8088/80286：16位机；80386/80486：32位机；Pentium系列机：64位。 第二章课后习题 2.1、EU与BIU各自的功能是什么？如何协同工作？ 2.2、8086/8088微处理器内部有那些寄存器，它们的主要作用是什么？ 2.3、8086对存储器的管理为什么采用分段的办法？
NLP入门 实战必读：一文教会你最常见的10种自然语言处理技术(附代码)
大数据文摘作品 编译：糖竹子、吴双、钱天培 自然语言处理（NLP）是一种艺术与科学的结合，旨在从文本数据中提取信息。在它的帮助下，我们从文本中提炼出适用于计算机算法的信息。从自动翻译、文本分类到情绪分析，自然语言处理成为所有数据科学家的必备技能之一。 在这篇文章中，你将学习到最常见的10个NL P任务，以及相关资源和代码。
为什么要写这篇文章？ 对于处理NL P问题，我也研究了一段时日。这期间我需要翻阅大量资料，通过研究报告，博客和同类NL P问题的赛事内容学习该领域的最新发展成果，并应对NL P处理时遇到的各类状况。 因此，我决定将这些资源集中起来，打造一个对N L P常见任务提供最新相关资源的一站式解决方案。下方是文章中提到的任务列表及相关资源。那就一起开始吧。 目录: 1.词干提取
2.词形还原 3.词向量化 4.词性标注 5.命名实体消岐 6.命名实体识别 7.情感分析 8.文本语义相似分析 9.语种辨识 10.文本总结 1.词干提取 什么是词干提取？词干提取是将词语去除变化或衍生形式，转换为词干或原型形式的过程。词干提取的目标是将相关词语还原为同样的词干，哪怕词干并非词典的词目。例如，英文中: 1.b e a u t i f u l和b e a u t i f u l l y的词干同为b e a u t i 2.G o o d,b e t t e r和b e s t的词干分别为g o o d,b e t t e r和b e s t。 相关论文：M a r t i n P o r t e r的波特词干算法原文
相关算法：在P yt h o n上可以使用P o r t e r2词干算法 (h t t p s://t a r t a r u s.o r g/m a r t i n/P o r t e r S t e m m e r/d e f.t xt) 程序实现：这里给出了在p yt h o n的s t e mm i n g库中使用 (https://https://www.sodocs.net/doc/1b18813870.html,/mchaput/stemming/src/5c242aa592a6 d4f0e9a0b2e1afdca4fd757b8e8a/stemming/porter2.py?at=d efault&fileviewer=file-view-default) P o r t e r2算法做词干提取的代码： #!pip install stemmingfrom stemming.porter2 import stem stem("casually") 2.词形还原 什么是词形还原？词形还原是将一组词语还原为词源或词典的词目形式的过程。还原过程考虑到了P O S问题，即词语在句中的语义，词语对相邻语句的语义等。例如，英语中： 1.b e a u t i f u l和b e a u t i f u l l y被分别还原为b e a u t i f u l和b e a u t i f u l l y。 2.g o o d,b e t t e r和b e st被分别还原为g o o d,g o o d和g o o d 相关论文1:这篇文章详细讨论了词形还原的不同方法。想要了解传统词形还原的工作原理必读。(h t t p://www.i j r a t.o r g/d o wn l o a d s/i c a t e st2015/I CA TE S T-2015127.p d f)
复试-通信学院-计算机原理及接口技术
天津工业大学硕士研究生入学考试复试科目考试大纲 课程编号：0503 课程名称：计算机原理及接口技术 一．复试的总体要求 “计算机原理及接口技术”入学复试考试是为了招收通信及信息工程、计算机应用、自动化、电子、电科、机电等类硕士研究生而实施的入学复试性考试。其指导思想是有利于选拔具有扎实的基础理论知识和具备一定实验技能的高素质人才。 要求考生能够系统地掌握计算机方面的基础理论知识和基本的实践能力以及具备运用所学的知识分析问题和解决问题的能力。 二．复试的内容及比例： 1．基础知识（30%）：微机的结构、编码、码制（原码，反码，补码）的概念；补码运算原理；中断、堆栈的基本概念；总线、并行和串行通信的基础知识；常用专用名词的英文缩写等。 2．指令系统的应用（20%）：基本的寻址方式（立即寻址，寄存器寻址，直接寻址，寄存器间接寻址），常用指令的操作过程，并能阅读简单程序，利用指令编写基本结构的程序段（主要是顺序，分支，循环，子程序等结构）。编写程序主要采用8086指令系统编程。 3．电路设计及电路分析（20%）：存储器系统电路设计；常见的I/O接口（例8255A，8155A，8253A，8250A等）与计算机系统的连接技术；常用控制电路的设计及应用技术。主要以中断和查询两种传输方式为主，能用指令编写简单的应用程序。 4．定时器技术的应用（10%）：定时和计数的基本概念，应用场合。基本的应用技术主要是8253A定时/计数器的实际应用 5．A/D，D/A技术应用（10%） 主要：DAC0832、ADC0809的基本工作原理；与8086的连接技术及应用程序的编写。 6．串行通信接口的应用（10%） 主要：异步通信的基本知识；INS8250 串行通信接口的基本工作原理；初始化设置；基本应用编程。
微机原理与接口技术复习资料(概念)
微机原理与接口技术复习资料(概念)
填空 1、计算机中采用二进制数，尾符用 B 表示。 2、西文字符的编码是 ASCII 码，用 1 个字节表示。 3、10111B用十六进制数表示为 H，八进制数表示为 O。 4、带符号的二进制数称为真值；如果把其符号位也数字化，称为原码。 5、已知一组二进制数为-1011B，其反码为 10100B ，其补码为 10101B 。 6、二进制码最小单位是位，基本单位是字节。 7、一个字节由 8 位二进制数构成，一个字节简记为 1B ，一个字节可以表示 256 个信息。 8、用二进制数表示的十进制编码，简称为 BCD 码。 9、8421码是一种有权BCD 码，余3码是一种无权BCD 码。 第二章微型机系统概述 1、计算机的发展经历了时代，微型机属于第代计算机。 2、计算机的发展以集成电路的更新为标志，而微型机的发展是以 CPU 的发展 为特征。 3、微处理器又称为 CPU ，是微型机的核心部件。 4、把CPU、存储器、I/O接口等集成在一块芯片上，称为单片机。 5、把CPU、存储器、I/O接口等通过总线装配在一块印刷板上，称为单板机。 6、微机的系统总线是连接CPU、存储器及I/O的总线，AB表示地址总线，DB表 示数据总线，CB表示控制总线。 7、软件按功能可分为系统软件和应用软件。 8、操作系统属于系统软件，Word属于应用软件。 9、只配有硬件的计算机称为裸机。 10、衡量存储容量的基本单位是 B ，1kB= 1024 B，1MB= 1024 kB， 1GB= 1024 MB，1TB= 1024 GB。 11、一个完整的计算机系统包括硬件系统和软件系统两大部分。 12、微型机中具有记忆能力的部件是存储器，其中用户使用的是外存储器， 其存储容在断电以后将保留。 13、微型机的运算速度一般可以用CPU的主频表示，其单位是 MHz 或 GHz 。 14、微机硬件系统一般是由五部分组成，包括运算器、控制器、存储器、 输入设备和输入设备。其中前两部分又合称为 CPU 。 15、计算机的发展趋势可用“四化”来表示，即巨型化，微型化，网络化和智能化。 第三章微机中的CPU 1、CPU是用大规模或超大规模集成电路技术制成的半导体芯片，其中主要包括运 算器、存储器和控制器。
(整理)微型计算机原理与接口技术
4．9练习题 10、写一个宏定义，要求能把任意一个寄存器的最低位移至另一个存储器的最高位中。 DATA SEGMENT VAR1 DB 4,6 VAR2 DD 200 DUP(?) DATA ENDS STACKS SEGMENT STACKS ENDS CODES SEGMENT ASSUME CS:CODES,DS:DATA,SS:STACKS START: MOV AX,DATA MOV DS,AX XTY MACRO X,Y MOV AX,X AND AX,1 ROR AX,1 MOV Y,AX ENDM MOV DX,1 MOV AX,0 XTY DX,AX, MOV AH,4CH INT 21H CODES ENDS END START 11、利用DOS功能调用从键盘输入60个字符到缓冲区BUF中，在按下ENTER键后在屏幕上显示这些字符。请写出程序段。 DATA SEGMENT ST1 DB 'Please input 60 characters from keyboard.',0DH,0AH,'$' BUF DB 61 DUP(?) DATA ENDS COD SEGMENT ASSUME CS:COD,DS:DATA START: MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV DL,07H MOV AH,2 INT 21H MOV DX,OFFSET ST1 MOV AH,9 INT 21H LEA SI, BUF MOV CX,60 LP: MOV AH,7 INT 21H MOV [SI],AL CMP AL,0DH JZ EXIT INC SI LOOP LP EXIT: MOV BX,60 SUB BX,CX MOV CX,BX LEA SI, BUF LP2: MOV DL,[SI] MOV AH,6 INT 21H INC SI LOOP LP2 MOV AH,4CH INT 21H COD ENDS END START
自由空间光通信技术的发展现状与未来趋势
自由空间光通信技术的 发展现状与未来趋势 易成林 (华中科技大学武昌分校,湖北武汉430070) 摘 要:自由空间光通信(Free2Space Optical Columniation,简称FSO)是一种通过激光在大气信道中实现点对点、点对多点或多点对多点间语音、数据、图像信息的双向通信技术,介绍了自由空间光通信的国内外研究现状,分析了应用现状和未来发展趋势。 关键词:自由空间;光通信技术;现状;趋势 中图分类号:F623 文献标识码:A 文章编号:167223198(2007)0920263202 1 自由空间光通信的研究现状 1.1 基于光电探测器直接耦合的FSO系统 早在30多年前,自由空间光通信曾掀起了研究的热潮,但当时的器件技术、系统技术和大气信道光传输特性本身的不稳定性等诸多客观因素却阻碍了它的进一步发展。与此同时,随着光纤制作技术、半导体器件技术、光通信系统技术的不断完善和成熟,光纤通信在20世纪80年代掀起了热潮,自由空间光通信一度陷入低谷。然而,随着骨干网的基本建成以及最后一公里问题的出现,以及近年来大功率半导体激光器技术、自适应变焦技术、光学天线的设计制作及安装校准技术的发展和成熟,自由空间光通信的研究重新得到重视。 在国外,FSO系统主要在美英等经济和技术发达的国家生产和使用。到目前为止,FSO己被多家电信运营商应用于商业服务网络,比较典型的有Terabeam和Airfiber公司。在悉尼奥运会上,Terabeam公司成功地使用FSO设备进行图像传送,并在西雅图的四季饭店成功地实现了利用FSO设备向客户提供10OMb/s的数据连接。该公司还计划4年内在全美建设100个FSO城市网络。而Airfiber公司则在美国波士顿地区将FSO通信网与光纤网(SON ET)通过光节点连接在一起,完成了该地区整个光网络的建设。 目前商用的FSO系统(见图1)通常采用光源直接输出、光电探测器直接耦合的方式,这种系统有以下几点缺点: (l)半导体激光器出射光束在水平方向和垂直方向的发散角不同,且出射光斑较粗,因此我们需要先将出射光束整形为圆高斯光束再准直扩束后发射,这样发射端的光学系统就较为复杂,体积也会相应增大。 (2)在接收端,光斑经光学天线会聚之后直接送入PD 转化为电信号。通常,我们需要提供点到点的,双向的通信系统,这样,FSO系统的每个终端都包括了激光器,探测器,光学系统,电子元器件和其中有源器件所需要的电源。这种系统的体积通常比较大,重量大,成本也比较高。从FSO 系统终端的内部结构图中可以看出,完成一个简单的点到点的链路需要6个OE转换单元。随着人们对带宽的需求越来越高,PD的成本也越来越高,6个O E转换单元大大增加了成本闭。 (3 )FSO终端设备一般安装于楼顶,如果终端中含有大量的有源设备,会给我们的安装带来了很多不方便。 (4)系统的可扩展性很小。如果用户所需要的带宽增加,那么封装在一起的整个FSO系统终端都需要被新的终端取代,安装新设备的过程需要再次对准,整个升级过程所需要的时间很长,给人们带来巨大的损失。 图1 基于PD直接接受的FSO系统 1.2 基于光纤耦合技术的FSO系统 光纤输出、光纤输入的自由空间光通信系统(见图2 ),激光器输出的高斯光束耦合至光纤再经准直出射,传输一定距离后,光束通过合适的聚焦光学系统聚焦在光纤纤芯上,沿着光纤传输后经PD接收还原信号。这样我们通过在发射和接收端都采用光纤连接的方式,只需要在楼顶放置光学天线系统,而将其他的控制系统通过光纤放置于室内就可以实现点到点的连接,整个系统结构简单,易于安装。 图2 基于光纤的FSO系统 这种新型的FSO系统具有以下优点:①减少了不必要的E一O转换,一条链路现在只需要2个O E接口即可,大大降低了成本。②光学系统较为简单,光纤出射的光束一般为圆高斯光,不需要整形,简化了光学系统,减小了体积,易于安装。③易于升级及维护,当用户的带宽增加时,我们只需要对放置在室内的系统进行升级即可,免去了复杂繁琐的对准过程。④基于光纤耦合的空间光通信系统能够很 — 3 6 2 —
技术路线图
技术路线图——自主创新的基础和加速器 一、技术路线图的缘起 技术路线图最早出现在美国汽车行业，汽车企业为降低成本要求供应商提供他们产品的技术路线图。20世纪70年代后期和80年代早期，摩托罗拉和康宁公司先后采用了绘制技术路线图的管理方法。摩托罗拉主要用于技术进化和技术定位，康宁公司主要用于公司的和商业单位战略。 技术路线图真正的奠基人是摩托罗拉公司当时的CEO—Robert Galvin。当时，Robert Galvin在全公司范围内发动了一场绘制技术路线图的行动，主要目的是鼓励业务经理适当地关注技术未来并为他们提供一个预测未来过程的工具。这个工具为设计和研发工程师与做市场调研和营销的同事之间提供了交流的渠道，建立了各部门之间识别重要技术、传达重要技术的机制，使得技术为未来的产品开发和应用服务。 摩托罗拉的经验引起了全球企业高层管理者的注意。20世纪90年代后，企业对于技术路线图的兴趣空前高涨，技术路线图被迅速应用到各个领域，而技术路线图作为一种工具和方法也在不断发展、完善。目前，技术路线图已经是公认的技术经营和研究开发管理的基本工具之一。 那么，什么是技术路线图呢？ 二、技术路线图的内涵与特征 技术路线图是指应用简洁的图形、表格、文字等形式描述技术变化的步骤或技术相关环节之间的逻辑关系。它能够帮助使用者明确该领域的发展方向和实现目标所需的关键技术，理清产品和技术之间的关系。它包括最终的结果和制定的过程。技术路线图具有高度概括、高度综合和前瞻性的基本特征。 三、技术路线图的作用 技术路线图的作用在于为技术开发战略研讨和政策优先顺序研讨提供知识、信息基础和对话框架，提供决策依据，提高决策效率。技术路线图已经成为企业、产业乃至国家制定技术创新规划，提高自主创新能力的重要工具和基础。 根据日本产业经济研究所（.jp）的调查，美国的一个大型半导体制造设备制造商独自绘制了技术路线图，每3周更新一次，在观察本领域世界先进技术动态的同时，确认自己技术的位置，决定下一步的战术和战略。半导体行业的摩尔法则“每18个月半导体集成度将提高两倍”就是基于半导体技术路线图的一个表述。摩尔法则的意义不只是描述了一种现象，在半导体开发技术的精细化、高度化的过程中，对关联企业明示了应该开发的具体技术和达成期限，使其向此集中。摩尔是英特尔公司的创始人之一，英特尔公司握有自己绘制的半导体开发技术路线图，随时察看技术发展动态，预测技术创新点，督促关联企业的开发竞争。有10%的英国企业已经引入技术路线图(Phael, Shehabudeen& Assaku，2002)。在企业，技术路线图至少有市场营销工具、研发管理工具、投资决策工具、决策的知识背景准备这样几个功能。 在产业技术路线图发展过程中，有以民间为主导的路线图和以政府为主导的路线图。民间主导的路线图大多是技术发展指南，趋势记录；政府主导的路线图大多是资源配置方案、行动计划。 各方不惜花费大量资金和时间制定技术路线图，根本原因在于其对技术、产业和组织发展的巨大作用，虽然不同类型的技术路线图有着相对不同的作用，但还是可以找到一些具有共性的作用。 目前，所有的公司都面临激烈的市场变化。所有的产品、服务和业务都需要依赖与迅速变化的技术。产品变得更加复杂，而消费者的需求也变得更加苛刻。产品的生命周期变得越
自然语言处理的关键技术
自然语言处理的关键技术 自然语言处理技术是所有与自然语言的计算机处理有关的技术的统称，其目的是使计算机理解和接受人类用自然语言输入的指令，完成从一种语言到另一种语言的翻译功能。自然语言处理技术的研究，可以丰富计算机知识处理的研究内容，推动人工智能技术的发展。下面我们就来了解和分析自然语言处理的关键技术。 一、常用技术分类 1、模式匹配技术 模式匹配技术主要是计算机将输入的语言内容与其内已设定的单词模式与输入表达式之间的相匹配的技术。例如计算机的辅导答疑系统，当用户输入的问题在计算机的答疑库里找到相匹配的答案时，就会完成自动回答问题的功能。但是不能总是保证用户输入的问题能得到相应的回答，于是很快这种简单匹配式答疑系统有了改进。答疑库中增加了同义词和反义词，当用户输入关键词的同义词或反义词时，计算机同样能完成答疑，这种改进后的系统被称为模糊匹配式答疑系统。 2、语法驱动的分析技术
语法驱动的分析技术是指通过语法规则，如词形词性、句子成分等规则，将输入的自然语言转化为相应的语法结构的一种技术。这种分析技术可分为上下文无关文法、转换文法、ATN文法。上下文无关文法是最简单并且应用最为广泛的语法，其规则产生的语法分析树可以翻译大多数自然语言，但由于其处理的词句无关上下文，所以对于某些自然语言的分析是不合适的。转换文法克服了上下文无关文法中存在的一些缺点，其能够利用转换规则重新安排分析树的结构，即能形成句子的表层结构，又能分析句子的深层结构。但其具有较大的不确定性。ATN文法扩充了转移网络，比其他语法加入了测试集合和寄存器，它比转移文法更能准确地分析输入的自然语言，但也具有复杂性、脆弱性、低效性等缺点。3、语义文法 语义文法的分析原理与语法驱动相似，但其具有更大的优越性。语义文法中是对句子的语法和语义的共同分析，能够解决语法驱动分析中单一对语法分析带来的不足。它能够根据句子的语义，将输入的自然语言更通顺地表达出来，除去一些语法正确但不合语义的翻译。但是语义文法分析仍然有不容忽视的缺点，其分析的语句中有时会出现不合语法的现象，并且这类分析较为复杂，语义类难以确定，语义的规则太多……因此，语义文法技术仍需要改进措施。 4、格框架约束分析技术
自由空间光通信技术的发展现状与未来趋势
自由空间光通信技术的发展现状与未来趋势 自由空间光通信（Free-Space Optical Columniation，简称FSO）是一种通过激光在大气信道中实现点对点、点对多点或多点对多点间语音、数据、图像信息的双向通信技术，介绍了自由空间光通信的国内外研究现状，分析了应用现状和未来发展趋势。 标签：自由空间；光通信技术；现状；趋势 1 自由空间光通信的研究现状 1.1 基于光电探测器直接耦合的FSO系统 早在30多年前，自由空间光通信曾掀起了研究的热潮，但当时的器件技术、系统技术和大气信道光传输特性本身的不稳定性等诸多客观因素却阻碍了它的进一步发展。与此同时，随着光纤制作技术、半导体器件技术、光通信系统技术的不断完善和成熟，光纤通信在20世纪80年代掀起了热潮，自由空间光通信一度陷入低谷。然而，随着骨干网的基本建成以及最后一公里问题的出现，以及近年来大功率半导体激光器技术、自适应变焦技术、光学天线的设计制作及安装校准技术的发展和成熟，自由空间光通信的研究重新得到重视。 在国外，FSO系统主要在美英等经济和技术发达的国家生产和使用。到目前为止，FSO己被多家电信运营商应用于商业服务网络，比较典型的有Terabeam 和Airfiber公司。在悉尼奥运会上，Terabeam公司成功地使用FSO设备进行图像传送，并在西雅图的四季饭店成功地实现了利用FSO设备向客户提供10OMb/s 的数据连接。该公司还计划4年内在全美建设100个FSO城市网络。而Airfiber 公司则在美国波士顿地区将FSO通信网与光纤网（SONET）通过光节点连接在一起，完成了该地区整个光网络的建设。 目前商用的FSO系统（见图1）通常采用光源直接输出、光电探测器直接耦合的方式，这种系统有以下几点缺点： （l）半导体激光器出射光束在水平方向和垂直方向的发散角不同，且出射光斑较粗，因此我们需要先将出射光束整形为圆高斯光束再准直扩束后发射，这样发射端的光学系统就较为复杂，体积也会相应增大。 （2）在接收端，光斑经光学天线会聚之后直接送入PD转化为电信号。通常，我们需要提供点到点的，双向的通信系统，这样，FSO系统的每个终端都包括了激光器，探测器，光学系统，电子元器件和其中有源器件所需要的电源。这种系统的体积通常比较大，重量大，成本也比较高。从FSO系统终端的内部结构图中可以看出，完成一个简单的点到点的链路需要6个OE转换单元。随着人们对带宽的需求越来越高，PD的成本也越来越高，6个OE转换单元大大增加了成本闭。
微机原理与接口技术》习题答案(1)
《微机原理与接口技术》习题答案 一、单项选择题 1、80486CPU进行算术和逻辑运算时，可处理的信息的长度为( D )。 A、32位 B、16位 C、8位 D、都可以 2、在下面关于微处理器的叙述中，错误的是( C ) 。 A、微处理器是用超大规模集成电路制成的具有运算和控制功能的芯片 B、一台计算机的CPU含有1个或多个微处理器 C、寄存器由具有特殊用途的部分内存单元组成，是内存的一部分 D、不同型号的CPU可能具有不同的机器指令 3、若用MB作为PC机主存容量的计量单位，1MB等于( B )字节。 A、210个字节 B、220个字节 C、230个字节 D、240个字节 4、运算器在执行两个用补码表示的整数加法时，判断其是否溢出的规则为( D )。 A、两个整数相加，若最高位（符号位）有进位，则一定发生溢出 B、两个整数相加，若结果的符号位为0，则一定发生溢出 C、两个整数相加，若结果的符号位为1，则一定发生溢出 D、两个同号的整数相加，若结果的符号位与加数的符号位相反，则一定发生溢出 5、运算器的主要功能是( C )。 A、算术运算 B、逻辑运算 C、算术运算与逻辑运算 D、函数运算 6、指令ADD CX，55H[BP]的源操作数的寻址方式是(D )。 A、寄存器寻址 B、直接寻址 C、寄存器间接寻址 D、寄存器相对寻址 7、设(SS)=3300H，(SP)=1140H，在堆栈中压入5个字数据后，又弹出两个字数据，则(SP)=(A ) A、113AH B、114AH C、1144H D、1140H 8、若SI=0053H，BP=0054H，执行SUB SI，BP后，则( C)。 A、CF=0，OF=0 B、CF=0，OF=1 C、CF=1，OF=0 D、CF=1，OF=1 9、已知(BP)=0100H，(DS)=7000H，(SS)=8000H，(80100H)=24H，(80101H)=5AH，(70100H)=01H，(70101H)=02H，指令MOV BX，[BP]执行后，(BX)=(D ) 。 A、0102H B、0201H C、245AH D、5A24H 10、实模式下80486CPU对指令的寻址由(A )决定。 A、CS，IP B、DS，IP C、SS，IP D、ES，IP 11、使用80486汇编语言的伪操作指令定义: VAL DB 2 DUP(1，2，3 DUP(3)，2 DUP(1，0)) 则在VAL
《微型计算机原理与接口技术》第三版)习题答案
《微机原理与接口技术》习题解答 习题1 1.1 冯·诺依曼型计算机的设计方案有哪些特点？ 【解答】冯·诺依曼型计算机的设计方案是“存储程序”和“程序控制”，有以下5方面特点：（1）用二进制数表示数据和指令； （2）指令和数据存储在内部存储器中，按顺序自动依次执行指令； （3）由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成基本硬件系统； （4）由控制器来控制程序和数据的存取及程序的执行； （5）以运算器为核心。 1.2 微处理器和微型计算机的发展经历了哪些阶段？各典型芯片具备哪些特点？ 【解答】经历了6代演变，各典型芯片的特点如表1-1所示。 表1-1 微处理器的发展及典型芯片的特点 1.3 微型计算机的特点和主要性能指标有那些? 【解答】除具有运算速度快、计算精度高、有记忆能力和逻辑判断能力、可自动连续工作等基本特点以外，还具有功能强、可靠性高、价格低廉、结构灵活、适应性强、体积小、重量轻、功耗低、使用和维护方便等。 微型计算机的性能指标与系统结构、指令系统、硬件组成、外部设备以及软件配备等有关。常用的微型计算机性能指标主要有：字长、主频、内存容量、指令数、基本指令执行时间、可靠性、兼容性、性能价格比等。
1.4 常见的微型计算机硬件结构由哪些部分组成？各部分的主要功能和特点是什么？ 【解答】微型计算机硬件一般由微处理器、内存储器、外存储器、系统总线、接口电路、输入/输出设备等部件组成。 主要组成部件的功能和特点分析如下： （1）微处理器：是微型计算机的核心部件，由运算单元ALU、控制单元、寄存器组以及总线接口部件等组成，其功能是负责统一协调、管理和控制系统中的各个部件有机地工作。 （2）内存储器：用来存放计算机工作过程中需要的操作数据和程序。可分为随机存储器RAM和只读存储器ROM。RAM存放当前参与运行的各种程序和数据，特点是信息可读可写，存取方便，但信息断电后会丢失；ROM用于存放各种固定的程序和数据，特点是信息固定不变，关机后原存储的信息不会丢失。 （3）系统总线：是CPU与其它部件之间传送数据、地址和控制信息的公共通道。可分成数据总线DB、地址总线AB、控制总线CB。 （4）输入/输出接口电路：完成微型计算机与外部设备之间的信息交换。由寄存器组、专用存储器和控制电路等组成。 （5）主机板：由CPU插座、芯片组、内存插槽、系统BIOS、CMOS、总线扩展槽、串行/并行接口、各种跳线和一些辅助电路等硬件组成。 （6）外存储器：使用最多的是磁盘存储器（软盘、硬盘）和光盘存储器。外存储器容量大，保存的信息不会丢失。 （7）输入/输入设备：是微型计算机系统与外部进行通信联系的主要装置。常用的有键盘、鼠标、显示器、打印机和扫描仪等。 1.5 什么是微型计算机的系统总线？说明数据总线、地址总线、控制总线各自的作用。 【解答】系统总线是CPU与其它部件之间传送数据、地址和控制信息的公共通道。 （1）数据总线：用来传送数据，主要实现CPU与内存储器或I/O设备之间、内存储器与I/O设备或外存储器之间的数据传送。 （2）地址总线：用来传送地址。主要实现从CPU送地址至内存储器和I/O设备，或从外存储器传送地址至内存储器等。 （3）控制总线：用于传送控制信号、时序信号和状态信息等。 1.6 什么是系统的主机板？由哪些部件组成？ 【解答】CPU、RAM、ROM、I/O接口电路以及系统总线组成的计算机装置称为“主机”，主机的主体则是主机板。主机板上主要有CPU插座、芯片组、内存插槽、系统BIOS、CMOS、总线扩展槽、串行/并行接口、各种跳线和一些辅助电路等硬件。 1.7 计算机中有哪些常用的数制和码制？如何进行数制之间的转换？ 【解答】数值数据经常用二进制、十进制、八进制和十六进制；字符数据使用ASCII码；表示十进制数字用BCD码。 （1）十进制到二进制：整数部分连续除以2后“倒取余”，小数部分连续乘以2后“正取整”； （2）二进制到十进制：将二进制数按权展开即可。 （3）二进制到八进制：将3位二进制一组对应1位八进制数码。 （4）八进制到二进制：将1位八进制数码对应3位二进制数码。 十六进制与二进制间转换与八进制与二进制间转换类似，只是比例关系为1位十六进制数码对应4位二进制数码。 1.8 将下列十进制数分别转化为二进制数、十六进制数和压缩BCD码。 （1）15.32 （2）325.16 （3）68.31 （4）214.126
微机原理与接口技术
《微机原理与接口技术》平时作业（三） 一、填空题 1、中断的处理过程包括中断请求，中断响应，中断服务和中断返回四个阶段。 2、I/O端口的编址方式有I/O端口与存储器统一编址和I/O端口与存储器单独编址两种方式。 3、微机与外部设备交换信息时，有并行通信和串行通信两种基本方式。 4、A/D转换器有脉冲启动和电平启动两种启动方式。 5、判断A/D转化器是否转换结束的方法大概有中断方式，查询方式，软件延时方式三种。 二、判断题 1、按照中断源与CPU的位置关系可以将中断分为外部中断和内部中断两种。（√） 2、通常情况下，外部中断源优先于内部中断源，不可屏蔽中断优于可屏蔽中断源。（X ） 3、I/O接口技术包括硬件接口电路及相关的软件编程技术。（√） 4、DMA是指在外部设备与存储器之间直接进行数据传送的一种I/O控制方式。（√） 5、D/A的作用是将模拟信号转换成数字信号。（X） 三、选择题 1、中断系统不具备下列哪项功能（D） A、设置中断源 B、中断源识别 C、中断源判优 D、分解中断源 2、下列哪一项不是计算机的输入设备（C） A、键盘 B、鼠标 C、显示器 D、扫描仪 3、下列哪一项不是计算机输入输出的控制方式（A） A、触发方式 B、中断方式 C、DMA方式 D、查询方式 4、在串行通信中，根据通信线路的数据传送方向，有三种不同的通信方式，不包括下列哪一项？( B )。 A、单工方式 B、单双工方式 C、半双工方式 D、全双工方式 5、下列不属于A/D转换器技术指标的一项是( D )。 A、分辨率 B、转换速率 C、线性度 D、平衡性 四、简答题 1、简述串行通信和并行通信的不同之处。 答：并行通信一次可以通过多条传输线传输一个或n个字节的数据，传输速度快，但成本高，因此这种通信方式只适合近距离通信。串行通信是在一根传输线上，从低位到高位一位一位地依次传送数据，比并行线路成本低，但速度慢，适合远距离通信。 2、根据通信线路的数据传送方向，有三种不同的通信方式，简述这三种方式各自的特点。答：单工通信方式：一方为发送设备，另一方为接收设备，传输线只有一根，数
技术路线图(Technology Roadmap)
技术路线图（Technology Roadmap） 什么是技术路线图 技术路线图是指应用简洁的图形、表格、文字等形式描述技术变化的步骤或技术相关环节之间的逻辑关系。它能够帮助使用者明确该领域的发展方向和实现目标所需的关键技术，理清产品和技术之间的关系。它包括最终的结果和制定的过程。技术路线图具有高度概括、高度综合和前瞻性的基本特征。 技术路线图是一种结构化的规划方法，我们可以从三个方面归纳：它作为一个过程，可以综合各种利益相关者的观点，并将其统一到预期目标上来。同时，作为一种产品，纵向上它有力地将目标、资源及市场有机结合起来，并明确它们之间的关系和属性，横向上它可以将过去、现在和未来统一起来，既描述现状，又预测未来；作为一种方法，它可以广泛应用于技术规划管理、行业未来预测、国家宏观管理等方面。 技术路线图的缘起 技术路线图最早出现在美国汽车行业，汽车企业为降低成本要求供应商提供他们产品的技术路线图。20世纪70年代后期和80年代早期，摩托罗拉和康宁公司先后采用了绘制技术路线图的管理方法对产品开发任务进行规划。摩托罗拉主要用于技术进化和技术定位，康宁公司主要用于公司的和商业单位战略。继摩托罗拉和康宁公司之后，许多国际大公司，如微软、三星、朗讯公司，洛克-马丁公司和飞利普公司等都广泛应用这项管理技术。2000年英国对制造业企业的一项调查显示，大约有10%的公司承认使用了技术路线图方法，而且其中80%以上用了不止一次(C.J.Farrukh, R.Phaal, 2001)[1]。不仅如此，许多国家政府、产业团体和科研单位也开始利用这种方法来对其所属部门的技术进行规划和管理。 技术路线图真正的奠基人是摩托罗拉公司当时的CEO—Robert Galvin。当时，Robert Galvin在全公司范围内发动了一场绘制技术路线图的行动，主要目的是鼓励业务经理适当地关注技术未来并为他们提供一个预测未来过程的工具。这个工具为设计和研发工程师与做市场调研和营销的同事之间提供了交流的渠道，建立了各部门之间识别重要技术、传达重要技术的机制，使得技术为未来的产品开发和应用服务。 摩托罗拉的经验引起了全球企业高层管理者的注意。20世纪90年代后，企业对于技术路线图的兴趣空前高涨，技术路线图被迅速应用到各个领域，而技术路线图作为一种工具和方法也在不断发展、完善。目前，技术路线图已经是公认的技术经营和研究开发管理的基本工具之一。 [编辑]
微机原理与接口技术知识点总结
微机原理与接口技术 概述 二、计算机中的码制（重点）P5 1、对于符号数，机器数常用的表示方法有原码、反码和补码三种。 注意：对正数，三种表示法均相同。它们的差别在于对负数的表示。 （1）原码 定义： 符号位：0表示正，1表示负； 数值位：真值的绝对值。 注意：数0的原码不唯一 （2）反码 定义：若X<0，则[X]反=对应原码的符号位不变，数值部分按位求反 （3）补码 定义：若X<0，则[X]补=[X]反+1 2、8位二进制的表示范围： 原码：-127~+127 反码：-127~+127 补码：-128~+127 3、特殊数10000000 该数在原码中定义为：-0 在反码中定义为：-127 在补码中定义为：-128 对无符号数：(10000000)２=128 三、信息的编码 1、字符的编码P8 计算机采用7位二进制代码对字符进行编码 （1）数字0~9的编码是0110000~0111001，它们的高3位均是011，后4位正好与其对应的二进制代码（BCD码）相符。 （2）英文字母A~Z的ASCII码从1000001（41H）开始顺序递增，字母a~z的ASCII码从1100001（61H）开始顺序递增，这样的排列对信息检索十分有利。 微机组成原理 第一节、微机的结构 1、计算机的经典结构——冯.诺依曼结构P11 （1）微机由CPU(运算器和控制器)、存储器和I/O接口组成 2、系统总线的分类
（1）数据总线（DataBus），它决定了处理器的字长。 （2）地址总线（AddressBus）,它决定系统所能直接访问的存储器空间的容量。 （3）控制总线（ControlBus） 第二节、8086微处理器 1、8086，其内部数据总线的宽度是16位，16位CPU。外部数据总线宽度也是16位8086地址线位20根，有1MB（220）寻址空间。P27 2、8086CPU从功能上分成两部分：总线接口单元（BIU）、执行单元（EU） BIU：负责8086CPU与存储器之间的信息传送。EU：负责指令的执行。P28 4、寄存器结构（重点 ） 1）数据寄存器特有的习惯用法P30 ●AX：(Accumulator)累加器。多用于存放中间运算结果。所有I/O指令必须都通过AX与接口传送信息； ●BX：(Base)基址寄存器。在间接寻址中用于存放基地址； ●CX：(Counter)计数寄存器。用于在循环或串操作指令中存放循环次数或重复次数； ●DX：(Data)数据寄存器。在32位乘除法运算时，存放高16位数；在间接寻址的I/O指令中存放I/O端口地址。 2）、指针和变址寄存器P31 ●SP：(StackPointer)堆栈指针寄存器，其内容为栈顶的偏移地址； ●BP：(BasePointer)基址指针寄存器，常用于在访问内存时存放内存单元的偏移地址。 ●SI：(SourceIndex)源变址寄存器Index:指针 ●DI：(DestinationIndex)目标变址寄存器 变址寄存器常用于指令的间接寻址或变址寻址。 3）、段寄存器P28 CS：(CodeSegment)代码段寄存器，代码段用于存放指令代码 DS：(DataSegment)数据段寄存器 ES：(ExtraSegment)附加段寄存器，数据段和附加段用来存放操作数 SS：(StackSegment)堆栈段寄存器，堆栈段用于存放返回地址，保存寄存器内容，传递参数 4）、指令指针（IP）P29 16位指令指针寄存器，其内容为下一条要执行的指令的偏移地址。 5）、标志寄存器 （1）状态标志：P30 ●进位标志位（CF）：(CarryFlag)运算结果的最高位有进位或有借位，则CF=1。Carry:进位Auxiliary:辅助 ●辅助进位标志位（AF）：(AuxiliaryCarryFlag)运算结果的低四位有进位或借位，则AF=1 ●溢出标志位（OF）：(OverflowFlag)运算结果有溢出，则OF=1 ●零标志位（ZF）：(ZeroFlag)反映指令的执行是否产生一个为零的结果 ●符号标志位（SF）：(SignFlag)指出该指令的执行是否产生一个负的结果 ●奇偶标志位（PF）：(ParityFlag)表示指令运算结果的低8位“1”个数是否为偶数 （2）控制标志位 ●中断允许标志位（IF）：(InterruptFlag)表示CPU是否能够响应外部可屏蔽中断请求