铁道远动系统硬件设备检修-信息传输与通信设备的检修与调试

计算机网络组成与结构计算机网络基础知识第一章网络协议第二章计算机网络的定义计算机网络的形成与发展计算机网络基础知识计算机网络的功能和分类计算机网络拓扑结构计算机网络的组成计算机网络的典型应用01计算机网络基础知识计算机网络形成与发展计算机网络是计算机和通信技术这两大现代技术密切结合的产物。它代表了当代计算机体系结构发展的一个极其重要的方向。计算机网络技术包括了硬件、软件、网络体系结构和通信技术。1.面向终端的计算机通信网络。2.初级计算机网络。3.开放式的标准化计算机网络。4.新一代的计算机综合性、智能化、宽带高速网络。计算机网络基础知识计算机网络的定义人们通常对“计算机网络”的定义是：为了实现计算机之间的通信交往、资源共享和协同工作，采用通信手段，将地理位置分散的、各自具备自主功能的一组计算机有机地联系起来，并且由网络操作系统进行管理的计算机复合系统就是计算机网络。①一个计算机网络可以包含有多台具有“自主”功能的计算机。所谓的“自主”是指这些计算机离开计算机网络之后，也能独立地工作和运行。因此，通常将这些计算机称为“主机”(host)，在网络中又叫做节点或站点。一般，在网络中的共享资源(即硬件资源、软件资源和数据资源)均分布在这些计算机中。②构成计算机网络时需要使用通信的手段，把有关的计算机(节点)“有机地”连接起来。所谓的“有机”地连接是指连接时彼此必须遵循所规定的约定和规则。这些约定和规则就是通信协议。③建立计算机网络的主要目的是为了实现通信的交往、信息资源的交流、计算机分布资源的共享，或者是协同工作。一般将计算机资源共享作为网络的最基本特征。计算机网络基础知识计算机网络的功能和分类计算机网络的功能：①计算机之间和计算机用户之间的相互通信交往。②资源共享，包含计算机硬件资源、软件资源和数据与信息资源共享。③计算机之间或计算机用户之间的协同工作。计算机网络的分类1.局域网(LAN)局域网(LAN，LocalAreaNetwork)，顾名思义就是局部区域的计算机网络。在局域网中，计算机及其他互连设备的分布范围一般在有限的地理范围内，因此，局域网的本质特征是分布距离短、数据传输速度快。局域网的分布范围一般在几公里以内，最大距离不超过10公里，它是一个部门或单位组建的网络。LAN是在小型计算机和微型计算机大量推广使用之后才逐渐发展起来的计算机网络。计算机网络基础知识计算机网络的功能和分类一方面，LAN容易管理与配置；另一方面，LAN容易构成简洁整齐的拓扑结构。局域网速率高，延迟小，因此，网络站点往往可以对等地参与对整个网络的使用与监控。再加上LAN具有成本低、应用广、组网方便和使用灵活等特点，因此，深受广大用户的欢迎，LAN是目前计算机网络技术中，发展最快也是最活跃的一个分支。2.城域网(MAN)城域网原本指的是介于局域网与广域网之间的一种大范围的高速网络。3.广域网(WAN)广域网(WAN，WideAreaNetwork)，也称远程网。计算机广域网一般是指将分布在不同国家、地域甚至全球范围内的各种局域网以及计算机、终端设备等互连而成的大型计算机通信网络。计算机网络基础知识计算机网络的功能和分类4.因特网(Internet)因特网(也称国际互联网)其实并不是一种具体的物理网络技术，而是将不同的物理网络技术，按某种协议统一起来的一种高层技术。因特网是广域网与广域网、广域网与局域网、局域网与局域网进行互连而形成的网络。它采用的是局部处理与远程处理、有限地域范围的资源共享与广大地域范围的资源共享相结合的网络技术。目前，世界上发展最快、也是最热门的网络就是Internet。它是世界上最大的、应用最广泛的互联网。计算机网络基础知识计算机网络的组成由于计算机网络的基本功能分为数据处理和数据通信两大部分，因此，它所对应的结构也可以分成相应的两个部分。其一，负责数据处理的计算机与终端设备；其二，负责数据通信的通信控制处理机(CCP，CommunicationControlProcessor)和通信线路。计算机资源子网1.资源子网的组成资源子网由拥有资源的主计算机系统、请求资源的用户终端、终端控制器、通信子网的接口设备、软件资源和数据资源组成。（1）主计算机(Host)在计算机网络中，“主计算机”可以是大型机、中型机、小型机，也可以是终端工作站或者微型机(PC)。主计算机是资源子网的主要组成单元，它通过高速线路与通信子网的通信控制处理机相连接。主计算机还为本地用户访问网络的其他计算机设备和共享资源提供服务。计算机网络基础知识计算机网络的组成（2）终端(Terminal)终端是用户访问网络的界面装置。终端一般是指没有存储与处理信息能力的简单输入、输出终端设备；但有时也指带有微处理机的智能型终端。智能型终端除了具有输入、输出信息的基本功能外，本身还具有存储与处理信息的能力。各类终端既可以通过主机连入网中，也可以通过终端控制器、报文分组组装/拆卸装置或通信控制处理机连入网中。2.资源子网的基本功能资源子网负责全网的数据处理业务，并向网络客户提供各种网络资源和网络服务。计算机通信子网1.通信子网的组成通信子网按功能分类可以分为数据交换和数据传输两个部分；从硬件角度看，通信子网由通信控制处理机、通信线路和其他通信设备组成。计算机网络基础知识计算机网络的组成（1）通信控制处理机(CCP，CommunicationControlProcessor)(2)通信线路2.通信子网的基本功能通信子网提供网络通信功能，完成全网主机之间的数据传输、交换、控制和变换等通信任务。负责全网的数据传输、转发及通信处理等工作。计算机网络的定义计算机网络的形成与发展计算机网络基础知识计算机网络的功能和分类计算机网络拓扑结构计算机网络的组成计算机网络的典型应用01计算机网络基础知识计算机网络拓扑结构计算机网络拓扑的定义1.拓扑结构与计算机网络拓扑对于复杂的网络结构设计，人们引入了拓扑结构的概念。拓扑学是几何学中的一个分支，它是从图论演变过来的。拓扑学首先把实体抽象为与其大小、形状无关的“点”，并将连接实体的线路抽象为“线”，进而研究点、线、面之间的关系。计算机网络拓扑是通过计算机网络中的各个结点与通信线路之间的几何关系来表示网络结构，并反映出网络中各实体之间的结构关系。2.网络拓扑的定义我们将通信子网中的通信处理机和其他通信设备称为节点，通信线路称为链路，而将节点和链路连接而成的几何图形称为该网络的拓扑结构。3.网络拓扑的用途计算机网络基础知识计算机网络拓扑结构计算机网络拓扑结构的分类与通信子网的类型1.5.2.1通信子网的分类1.广播信道通信子网在采用广播信道的通信子网中，一个公共通信信道被多个节点使用。在任一时间内只允许一个节点使用公共通信信道，当一个节点利用公共通信信道“发送”数据时，其他节点只能“收听”正在发送的数据。2.点-点线路通信子网在点-点线路通信子网中，每条物理线路连接一对节点。计算机网络基础知识计算机网络拓扑结构基本拓扑结构类型常见的基本拓扑结构有：总线型、星型、环型、树型和网状等。总线型拓扑结构总线上传输信息通常多以基带形式串行传递，每个节点上的网络接口板硬件均具有收、发功能，接收器负责接收总线上的串行信息并转换成并行信息送到微机工作站；发送器是将并行信息转换成串行信息后广播发送到总线上，总线上发送信息的目的地址与某节点的接口地址相符合时，该节点的接收器便接收信息。计算机网络基础知识计算机网络拓扑结构由于各个节点之间通过电缆直接连接，所以总线拓扑结构中所需要的电缆长度是最小的，但总线只有一定的负载能力，因此总线长度又有一定限制，一条总线只能连接一定数量的节点。因为所有的节点共享一条公用的传输链路，所以一次只能由一个设备传输。需要某种形式的访问控制策略、来决定下一次哪一个站可以发送．通常采取分布式控制策略。在总线两端连接有端结器(或终端匹配器)，主要与总线进行阻抗匹配，最大限度吸收传送端部的能量，避免信号反射回总线产生不必要的干扰。计算机网络基础知识计算机网络拓扑结构总线型拓扑结构的优点：

（1）结构简单灵活，非常便于扩充，网络响应速度快。

（2）设备量少、价格低廉、安装使用方便。

（3）某个站点失效不会影响到其他站点。

（4）共享资源能力强，极便于广播式工作，一个节点发送的数据帧所有节点都可接收。

（5）所需电缆长度很短，减少了安装费用，易于布线和维护。

（6）易于扩充，在层、线的任何点都可将欲增加的新站点接入或者通过中继器加上一个附加段来增加长度。

（7）多个节点共用一传输信道，信道利用率高；

（8）传输速率高，可达l-l0Mbps。计算机网络基础知识计算机网络拓扑结构总线型拓扑结构的缺点：（1）总线拓扑的网不是集中控制，故障检测需在网上各个站点进行，使故障诊断困难。（2）如果故障发生在站点，只需将该站点从总线上去掉，但如果传输介质故障，则整个这段总线要切断。因而故障隔离困难。（3）在总线的干线基础上扩充，可采用中继器，但此时需重新配置，包括电缆长度的剪裁，终端器的调整等。（4）接在总线上的站点要有介质访问控制功能，因此站点必须具有智能，从而增加了站点的硬件和软件费用。（5）所有的工作站通信均通过一条共用的总线，导致实时性很差。计算机网络基础知识计算机网络拓扑结构

2.星型拓扑结构计算机网络基础知识计算机网络拓扑结构在星型拓扑结构中，网络中的各节点通过点到点的方式连接到一个中央节点(又称中央转接站)上，由该中央节点向目的节点传送信息。中央节点执行集中式通信控制策略，因此中央节点相当复杂，负担比各节点重得多。在星型网中任何两个节点要进行通信都必须经过中央节点控制，因此，中央节点的主要功能有三项：当要求通信的站点发出通信请求后，控制器要检查中央转接站是否有空闲的通路，被叫设备是否空闲，从而决定是否能建立双方的物理连接；在两台设备通信过程中要维持这一通路；当通信完成或者不成功要求拆线时，中央转接站应能拆除上述通道。由于中央节点要与多机连接，线路较多，为便于集中连线，目前多采用一种成为集线器(HUB)的硬件作为中央节点。值得注意的是，不仅星型，就是其他拓扑结构都已开始采用HUB方式构造网络。星型网是目前广泛使用的局域网之一。

计算机网络基础知识计算机网络拓扑结构星型结构的优点：（1）网络结构简单，便于管理，便于大型网络的维护和调试。（2）控制简单，建网容易，移动某个工作站非常简单。（3）网络延迟时间较短，误码率较低。（4）中央节点和中间接线盒都有一批集中点，可方便地提供服务和网络重新配置。（5）每个连接只接一个设备，单个连接的故障只影响一个设备，不会影响全网。（6）每个站点直接连到中央节点，故障容易检测和隔离，可很方便地将有故障的站点从系统中删除。（7）任何一个连接只涉及到中央节点和一个站点，控制介质访问的方法简单，使访问协议也十分简单。计算机网络基础知识计算机网络拓扑结构星型结构的缺点：（1）一条通信线路只被该线路上的中央节点和一个站点使用，因此线路利用率不高；（2）中央节点负荷太重，而且当中央节点产生故障时，全网不能工作，所以对中央节点的可靠性和冗余度要求很高。（3）电缆长度和安装：星型拓扑中每个站点直接和中央节点相连，需要大量电缆，电缆沟、维护、安装等一系列问题会产生，因此而增加的费用相当可观。星型拓扑结构广泛应用于网络中智能集中于中央节点的场合。从目前的趋势看，计算机的发展已从集中的主机系统发展到大量功能很强的微型机和工作站，在这种环境下，星型拓扑的使用还是占支配地位。计算机网络基础知识计算机网络拓扑结构3.环型拓扑结构在环型拓扑结构中，各个节点通过通信线路，首尾相接，形成闭合的环型。环中的数据沿一个方向传递。由于信号单向传递，因此，适宜使用光纤，可以构成高速网络。环型拓扑结构简单，传输延迟固定；环中的任何一个节点发生故障，都会导致全网瘫痪，因此各个节点都可能成为网络的瓶颈；环节点的加入和撤出的过程都很复杂，网络扩展和维护都不方便。计算机网络基础知识计算机网络拓扑结构环型拓扑的优点：（1）信息在网中沿固定方向流动，两个节点间仅有唯一的通路，简化了路径选择的控制；（2）某个节点发生故障时，可以自动旁路（由“中继器”完成），可靠性较高；（3）所需电缆长度比星型拓扑要短得多，同时不需像星型拓扑结构那样配制接线盒。环型拓扑的缺点：（1）扩充环的配置比较困难，同样要关掉一部分已接入网的站点也不容易。（2）由于信息是串行穿过多个节点环路接口，当节点过多时，影响传输效率，使网络响应时间变长。但当网络确定时，其延时固定，实时性强。（3）环上每个节点接到数据后，要负责将它发送至环上，这意味着要同时考虑访问控制协议。节点发送数据前，必须事先知道传输介质对它是可用的。环型网结构比较适合于实时信息处理系统和工厂自动化系统。计算机网络基础知识计算机网络拓扑结构

4.树型拓扑结构计算机网络基础知识计算机网络拓扑结构树型结构是总线型结构的扩展，它是在总线网上加上分支形成的，其传输介质可有多条分支，但不形成闭合回路；也可以把它看成是星型结构的叠加。又称为分级的集中式结构，如上图所示。树型拓扑以其独特的特点而与众不同，具有层次结构，是一种分层网，网络的最高层是中央处理机，最低层是终端，其他各层可以是多路转换器、集线器或部门用计算机。其结构可以对称，联系固定，具有一定容错能力，一般一个分支和节点的故障不影响另一分支节点的工作，任何一个节点送出的信息都由根接收后重新发送到所有的节点，可以传遍整个传输介质，也是广播式网络。著名的因特网(Internet)也是大多采用树型结构。计算机网络基础知识计算机网络拓扑结构树型网的优点：（1）结构比较简单，成本低。（2）网络中任意两个节点之间不产生回路，每个链路都支持双向传输。（3）网络中节点扩充方便灵活，寻找链路路径比较方便树型网的缺点：（1）除叶节点及其相连的链路外，任何一个工作站或链路产生故障都会影响整个网络系统的正常运行。

（2）对根的依赖性太大，如果根发生故障，则全网不能正常工作。因此这种结构的可靠性问题和星型结构相似。计算机网络基础知识计算机网络拓扑结构5.网状拓扑结构计算机网络基础知识计算机网络拓扑结构将多个子网或多个网络连接起来构成网际拓扑结构。在一个子网中、集线器、中继器将多个设备连接起来，而桥接器、路由器及网关则将子网连接起来。根据组网硬件不同，主要有三种网际拓扑：网状网：在一个大的区域内，用无线电通信链路连接一个大型网络时，网状网是最好的拓扑结构。通过路由器与路由器相连，可让网络选择一条最快的路径传送数据。主干网：通过桥接器与路由器把不同的子网或LAN连接起来形成单个总线或环型拓扑结构，这种网通常采用光纤做主干线。星状相连网：利用一些叫做超级集线器的设备将网络连接起来，由于星型结构的特点，网络中任一处的故障都可容易查找并修复。计算机网络基础知识计算机网络拓扑结构网状拓扑的优点（1）网络可靠性高，一般通信子网中任意两个节点交换机之间，存在着两条或两条以上的通信路径，这样，当一条路径发生故障时，还可以通过另一条路径把信息送至节点交换机。（2）网络可组建成各种形状，采用多种通信信道，多种传输速率。（3）网内节点共享资源容易。（4）可改善线路的信息流量分配。（5）可选择最佳路径，传输延迟小。网状拓扑的缺点：控制复杂，软件复杂。线路费用高，不易扩充。网状拓扑结构一般用于Internet骨干网上，各网络的互联中。6.卫星通信网络计算机网络基础知识计算机网络的典型应用1.管理信息系统(MIS，ManagementInformationSystem)2.办公自动化系统(OA，OfficeAutomationsystem)3.信息检索系统(IRS，InformationRetrieveSystem)4.电子收款机系统(POS，PointOfSells)5.分布式控制系统(DCS，DistributedControlSystem)6.计算机集成与制造系统(CIMS，ComputerIntegratedManufacturingSystem)7.电子数据交换系统(EDI，ElectronicDataInterchangesystem)8.信息服务系统计算机网络组成与结构第一章第二章计算机网络基础知识网络协议网络的层次结构协议的基本概念网络协议ISO/OSI参考模型TCP/IP体系结构01网络协议协议的基本概念1.协议（protocol）是通信双方为了实现通信所进行的约定或所作的对话规则2.网络协议的优劣直接影响网络的性能3.网络协议的组成语义：做什么（whattodo）语法：怎么做（howtodo）定时关系：何时做（whentodo）4.计算机网络中存在有多种协议5.协议之间的相互作用为避免重复工作，每个协议应该处理没有被其他协议处理过的通信问题协议之间可以共享数据和信息网络协议网络的层次结构1.层次划分的目的将网络这个庞大的、复杂的问题划分成若干较小的、简单的问题2.层次划分的原则层内功能内聚层间耦合松散3.层次结构的优越性各层之间相互独立灵活性好每层都可以采用最合适的实现技术易于实现和维护有利于网络标准化网络协议ISO/OSI参考模型1.OSI参考模型是一个描述网络层次结构的模型2.OSI参考模型定义的主要内容信息在网络中的传输过程各层的功能和架构3.OSI参考模型是网络设计的蓝图，并非指一个现实的网络国际标准化组织开放式系统互连参考模型(internationalstandardsorganization/opensysteminterconnectreferencemodel)网络协议ISO/OSI参考模型网络协议ISO/OSI参考模型物理层（physicallayer)物理层是OSI分层结构中最低层，它建立在物理介质之上，是开放系统与物理介质的接口。它通过物理介质建立、维护、断开物理连接，给数据链路层提供数据流的透明传输。物理层规定了一些机械、电气的特征，如使用电缆和接头的类型，传送信号的电压等。在这一层，数据还没有被组织，仅是原始的位流，他传输数据的单位是比特。数据链路层（datalinklayer）数据链路层的作用是为网络层提供服务，基本目的是从源开放系统网络层向目标开放系统网络层传输数据。数据链路层提供的功能有：在物理层提供物理连接的基础上建立、维护和释放数据链路；数据链路服务单元的透明传送；数据传送的流量控制；数据链路服务提供者的差错指示；服务质量管理。该层的数据传输单位是帧。网络协议ISO/OSI参考模型网络层（networklayer）网络层为传输层提供建立、维护和释放网络连接的手段，也提供网络连接在传输实体之间交换网络服务数据单元的方法。网络层给传输层提供如下服务：路由选择；网络地址服务；网络连接及端点标识；网络服务数据单元；服务质量；差错通知；排序，用于保证接收顺序和控制；流量控制；接收确认。该层的数据传输单位是包。传输层（transportlayer）传输层位于网络七层模型的正中，具有承上启下的作用。传输层给OSI高层提供可靠、低费用的透明数据传输，它提供端到端的控制和可靠的信息交换，并保证低层的服务质量能满足高层的要求。传输层也是低层中最后数据传送服务功能的集合。网络协议ISO/OSI参考模型由于网络层以下对传送的协议数据单元大小都有限制，而高层则没有，因而传输层提供了分段/合段功能以满足两方面的要求。传输实体向会话实体提供的传输服务由三个阶段组成；传输连接建立阶段；数据传送阶段；传输连接释放阶段。该层的数据传输单位是报文。会话层（sessionlayer）会话层给会话用户提供一种称为会话的连接，并在其上提供以普通方式传输数据的方法。会话层的主要功能是数据交换，它分为三个阶段：会话的建立、使用和拆除。它的另一功能是对话管理。表示层（presentationlayer）提供格式化的表示和转换服务。有四个主要的功能：给用户提供一种执行会话服务的方式；提供一种确定复杂数据结构的方法；管理当前请求数据结构组；在内部和外部形式间实现数据转换。网络协议ISO/OSI参考模型应用层（applicationlayer）应用层是OSI的最高层，它借助应用实体、应用协议和表示服务交换信息，并给应用进程访问OSI提供手段。应用层的作用是在实现多个进程相互通信的同时，完成一系列业务处理所需的服务功能，这些服务功能与业务功能有很密切的关系。ISO/OSI参考模型的特点（1）他是一种将异构系统互连的分层结构；（2）它提供了控制互连系统交互规则的标准框架；（3）不同系统上的相同层的实体称为同等层实体，同等层实体之间的通信由该层的协议管理；（4）相邻层间的接口定义了原语操作和低层向高层提供的服务；（5）直接的数据传送仅在最底层实现；（6）每层都完成该层所定义的功能，修改本层的功能并不影响其它层。网络协议ISO/OSI参考模型网络协议ISO/OSI参考模型网络协议ISO/OSI参考模型网络协议ISO/OSI参考模型网络协议ISO/OSI参考模型网络的层次结构协议的基本概念网络协议ISO/OSI参考模型TCP/IP体系结构01网络协议TCP/IP体系结构1.TCP/IP协议是工业标准或“事实标准”2.TCP/IP协议的主要特点开放的协议标准，可以免费使用可运行于局域网、广域网和互联网中统一的网络地址分配方案标准化的高层协议网络协议TCP/IP体系结构网络协议TCP/IP体系结构网络接口层（networkinterfacelayer）这是TCP/IP的最底层。负责接收IP数据报并发送至选定的网络。网络接口层包括一个设备驱动器，也可能是一个复杂的具有数据链路协议的子系统。互联层（internetlayer）互联层处理机器之间的通信。它接收来自传输层的请求，将带有目的地址的分段发送出去。将分段封装到数据报中，填入数据报头，使用路由算法以决定直接将数据报传送至目的主机还是传给路由器，然后把数据报送至相应的网络接口来传送。互联层还要处理接收到的数据报，检验其正确性，并决定是由本地接收还是路由至相应的目的站。传输层（transportlayer）网络协议TCP/IP体系结构传输层的基本任务是提供应用层之间的通信，即端到端的通信。传输层管理信息流，提供可靠的传输服务，以确保数据无差错地到达。传输层软件将要传送的数据流划分成分段，并连同目的地传送至下一层。应用层（applicationlayer）应用层在最高层，用户调用应用程序来访问TCP/IP互联网络提供的多种服务。应用程序负责发送和接收数据。每个应用程序选择所需的传送服务类型，可以是独立的报文序列，或者是连续的字节流。应用程序将数据按要求的格式传送给传输层。网络协议TCP/IP体系结构ISO/OSI与TCP/IP的简单比较1.共同点层次化的结构2.OSI的主要问题定义复杂实现困难有些功能在每一层重复出现效率低下3.TCP/IP的主要问题网络接口层并不是实际的一层各层的功能定义与实现方法没能区分开来等远动监控系统可靠性常用的可靠性指标第一章监控系统冗余结构设计第二章硬件可靠性设计第三章软件的可靠性第四章接地技术第五章通信可靠性技术第六章常用的可靠性指标常用的可靠性指标常用的可靠性指标

常用的可靠性指标常用的可靠性指标常用的可靠性指标

常用的可靠性指标监控系统冗余结构设计监控系统冗余结构设计双冗余方式的系统配置方案：主机、通道、控制终端、打印机等。冗余配置目的：提高系统可靠性。两种冗余配置：冷备用：作为备用的设备不运行指定的程序或关机待命，主机故障或需切换时投入。热备用：监视主机，自动切换，接替运行。无冗余系统的可靠性：单机系统：稳态有效度：对于两个相同单元组成的可维修并联热备用系统采用双冗余系统，其系统利用率将有所提高。远动监控系统可靠性第一章第二章第三章第四章第五章第六章常用的可靠性指标监控系统冗余结构设计硬件可靠性设计软件的可靠性接地技术通信可靠性技术电路优化设计远动通道及通信设备双冗余硬件可靠性设计电子可靠性工程外围接口电路的可靠性设计01硬件可靠性设计远动通道及设备双冗余一般，远动通道及通信设备均设计为双冗余备用结构。根据通道的实际传输媒介的不同，通道冗余备用结构又可分为环形结构、T形结构、点对点结构。硬件可靠性设计远动通道及设备双冗余环型结构突出优点：各执行端除接收、执行来自调度端的命令外，还对经过本站传送的报文进行中继放大（多为再生中继方式），该方式特适用于通信干线为音频实回线等线路衰耗较大的情况。目前环型结构也是光纤通道的主要形式硬件可靠性设计电路优化设计CMOS电路在噪声容限方面优于TTL电路，因而执行端的电路尽可能采用高速CMOS电路遵循减额设计原则：“减额”使元器件产品在低于其额定值的条件下工作。以降低元器件失效率和提高设备可靠性。对电源部分的设计：包括器件选择、绝缘设计、布线设计、抗干扰、热稳定、通风等看门狗电路：计时电路硬件可靠性设计电子可靠性工程1、通过正确的选型认证来保证构成产品的物料的基本可靠性2、通过正确合理的设计方法保证应用可靠性可靠性预计

FMEA（失效模式、影响分析）可靠性指标论证、分配与冗余设计电应力防护设计ESD防护设计容差分析降额设计升额设计热分析和设计信号完整性分析EMC设计安全设计环境适应性设计寿命与可维护性设计3、在加工维护过程中保证不引入对器件的损伤4、失效分析硬件可靠性设计电子可靠性工程流程保证选用可靠物料流程，包括物料选型，物料认证，供应商认证，供应商质量控制等方面；产品开发中的可靠性设计流程，在产品开发过程中保证上文提到的14种方法的使用以及明确评审要求，通过可靠性设计来保证产品的可靠性。FRACAS流程，通过对故障数据的分析处理，找出异常问题，启动根本原因分析，找到解决措施和预防措施，使所有问题都能够闭环，以保证产品的可靠性电路优化设计远动通道及通信设备双冗余硬件可靠性设计电子可靠性工程外围接口电路的可靠性设计01硬件可靠性设计外围接口电路的可靠性设计1.遥控输出电路硬件可靠性设计外围接口电路的可靠性设计BJ1、BJ2取保护的作用。HJ、LJ分别为行、列继电器。计算机输出接口控制BJ、HJ、LJ。由HJ、LJ来确定被控对象的出口继电器（CJ）。借助于状态采集和保护出口继电器，可有效地保证输出继电器不会错误输出。无CJ闭合时，UO=0。有一个CJ闭合时，UO=U1。有K个CJ闭合时，UO=KU1。硬件可靠性设计外围接口电路的可靠性设计2.遥信、遥测采集电路采用光电隔离技术，使其RTU的内系统和外系统在电气上实现有效的隔离，避免外界的干扰直接进入系统内部，造成系统损坏。常用的隔离措施有光电隔离、继电器隔离、隔离变压器隔离。模拟地，数字地：模拟回路和数字回路是不同的电气系统，必须将两个地分离，不能混淆。3硬件自检AD自检RAM自检Flash自检开入、开出自检软件可靠性与硬件可靠性的比较软件实效率曲线软件的可靠性提高软件可靠性的措施02软件的可靠性软件实效率曲线软件可靠性：是指软件在规定的时间内和规定的条件下，能正常执行其规定的功能，而无差错的概率。是人工制造的逻辑性非常强的产品，生产过程中的种种原因，都可能造成差错或故障。软件研制方法未完全成熟，缺乏坚实的科学基础和管理制度。没有完善的程序正确性的验证方法和理论。三个与软件可靠性相关的概念：软件错误（error）：是指软件中存在的缺陷造成软件的全部功能或部分功能中断。软件故障（fault）：当软件运行时，由于软件内错误的存在而使预期的目的无法达到。即是软件中可能存在的缺陷或错误的表现或暴露形式。软件失效（failure）：是指软件项目丧失了规定的功能，或者说是由软件错误导致可见输出错误的一个事件。软件的可靠性软件实效率曲线软件错误的来源：在设计编制和调试中发生的错误。在移植、修改中产生。算法近似性，数据结构的缺陷、数据描述符与实际使用不一致程序中出现了特异点和临界值，未提供相应的测试和处理。特权用户操作失效，造成系统软件出错或局部功能实效。硬件故障造成软件出错。电磁干扰，使程序或数据丢失或出错。系统环境（硬件、软件）变化时，程序不能随环境而变化。软件的可靠性软件实效率曲线软件的失效率曲线：软件的可靠性软件可靠性与硬件可靠性的比较序号软件硬件1故障源：软件设计与编码错误故障源：设计、生产、适用、维修中的缺陷、错误2失效率随错误排除而下降失效率变化类似浴盆曲线3可靠度与时间无关，不因疲劳而出故障，且运行愈久，经检测排除错误则可提高可靠度可靠度是随时间的减函数，连续工作时间愈长，老化磨损越厉害，可靠度降低4除环境影响输入外，不影响可靠性可靠性与环境的关系极为密切5可靠度完全依赖于设计和编码者的人为因素，不能从任何物理基础进行预测可从理论上根据设计和实际使用因素预计固有可靠性6可通过多版本软件冗余来提高可靠性可通过冗余设计等多种途径来提高系统的可靠性7唯有重新设计、编码，或通过检测排错，才可提高可靠性维修可恢复系统功能或提高使用可靠性8不能从单个语句来预计失效，错误可随机地贯穿整个程序，任何语句均可出错导致系统失效的元器件失效，可根据所受的电压或电流初值等应力来预计9软件设计、编码产生的缺陷、错误，凡是在软件所出现之处都需进行修改系统元器件发生故障时，其影响仅局限于故障部位，一般不波及其它部位10无磨损老化、寿命衰竭现象，无报警有磨损、老化和寿命衰竭现象，通过故障诊断定位可发生报警软件的可靠性提高软件可靠性的措施1.改进软件的生产管理：建立整个软件生存周期内的完整的档案资料，严格按照有关的规范、规定执行。2.选取主流工具软件和操作系统：便于请教交流、升级换代。3.严格规定编程要求严格采用模块化结构，接口定义清晰明确，划分简洁合理。编程风格严谨，力求避免结构上的混乱。具有详尽的注释，保证良好的可读性。以利于分析修改。对程序的修改调试应有完整的记录。程序应具有良好的抗干扰能力，即程序对接受外界的指令的条件要作严格的判断，保证输入的非法信息不会干扰系统的正常运行。防止计算机病毒的侵入。软件的可靠性提高软件可靠性的措施4.采用组态软件的形式组态软件是一组功能很强的工具软件包。在组态软件中，将程序代码设计成相对固定的模块，这些模块根据指定的数据文件中的数据来确定其操作数、操作步骤及操作结果。5.人机界面：采用汉字、图形显示；显示清晰、简明、易于理解，不能造成意义上的含混。对各种操作有明确提示信息，对错误操作输入提出警告。对系统中出现的异常情况要进行及时的记录和报警，并给出处理情况的提示信息。6.与硬件相关的软件问题：软件的存储介质；软硬件结合，容错设计等。远动监控系统可靠性第一章第二章第三章第四章第五章第六章常用的可靠性指标监控系统冗余结构设计硬件可靠性设计软件的可靠性接地技术通信可靠性技术网络安全抗干扰编码通信可靠性技术防火墙病毒防护01通信可靠性技术抗干扰编码通信可靠性技术抗干扰编码1.基本概念一个消息的信息量：其中：I—信息量P—事件发生的概率N—量度信息的单位，若N=2，则信息量的单位为比特。信息速率：每秒钟传送的信息量，单位：bit/s。码元速率：每秒钟传送的码元数，单位：Bd（波特）。误码率(Pe)：错误接收信息的码元数与传输信息总码元数之比。误比特率(Pb)：错误接收信息的比特数与传输信息的总比特数之比。误字率(Pw)：错字数与传输的总字数之比。通信可靠性技术抗干扰编码通信可靠性技术抗干扰编码抗干扰编码亦称信道编码或检纠错编码。原理：在表示信息的数字系列中，按一定的规则，添加一些不含信息的多余的码元，以便能发现、纠正信号在传输过程中产生的差错。检错码：只能检错，不能纠错的编码。纠错码：不仅能检测错误，而且能纠正错误的编码。抗干扰编码：具有一定纠、检错能力的编码。禁用码组、许用码组和码字：k位信息，r位监督构成n位长的数字系列，其中只有2k

个组合满足编码规则，称为许用码组，简称为码字。其余的（2n-2k）个组合称为禁用码组。通信可靠性技术抗干扰编码通信可靠性技术抗干扰编码差错控制方法：自动检错、反馈重发法：收端译码，判断有错时自动向发端发出要求重发的指令。前向纠错法：发端发出具有纠错能力的码字，收端判断有无错误，并纠正错误。根据本码字的监督元与信息元关系分类：线性码：如果信息元与监督元之间的关系是线性。否则为非线性码。根据本码字的监督元与别的码字关系分类：分组码：每一码字的监督元只与本码字的信息元有关，与别的码字无关。卷积码：每一码字的监督元不仅与本码字的信息元有关，而且与前面若干码字的信息元有关。通信可靠性技术抗干扰编码通信可靠性技术抗干扰编码码距：任意两码字间对应位取值不同的码元个数，称该两码字间的“汉明距离”，简称码距d。最小码距：所有码字中（许用码组），任意两码字间距离的最小值称该码的最小码距d0。增加一种码的最小距离，可以提高码的检错和纠错能力。抗干扰编码：对信源编码得到的k位信息序列，按照某种规律添加校验码元，以达到增大这种码的最小距离的目的。对编码方法的选择：使选择的编码方法能够检测出或纠正信道中最可能出现的错误图样，又有较高的编码效率，同时方法易于实现。通信可靠性技术抗干扰编码通信可靠性技术抗干扰编码2.常用检错码①奇偶校验码奇偶校验码是一个(n,n-1)分组码。编码规则：在n-1位信息元后面，添加一位奇校验或偶校验的校验码元，使每个码字中“1”码元的个数恒为奇数或偶数。奇监督：偶监督：优点：编码效率较高，应用广泛。缺点：检错能力较差。d0=2，检一位错。当接收码字错奇数个码元时，只能检测出码字有错，不能确定哪几位错；若接收码字出现偶数个错误，失去检错能力。通信可靠性技术抗干扰编码通信可靠性技术抗干扰编码②定比码定义：每个码字中，取值为“1”的码元个数与取值为“0”的码元个数之比为定值。优点：比奇偶监督码更严格。由于“1”的数目一定，包含有奇位监督。只要“1”的数目有了变化，就能发现错误，检错能力较强。缺点：d0=2，当“0-1”；“1-0”的错误成对出现时不能检出。十进制数3:2定比码十进制数3:2定比码001101500111101011510101211001711100310110801110411010910011通信可靠性技术抗干扰编码通信可靠性技术抗干扰编码③线性分组码定义：当分组码满足每个码字中的每一位校验码元，都是本码字中某些位信息码元的线性模2和时，为线性分组码。设（7，3）的三个信息元为C6C5C4，监督元为C3C2C1C0线性码的性质：封闭性，在线性码中，任意两码字之和仍为一个码字。线性码的最小码距等于最小重量。信息组码字信息组码字00000000001001001110001001110110110100110100100111110110100101101110101111110100通信可靠性技术抗干扰编码通信可靠性技术抗干扰编码④循环码循环码是线性分组码的子类，任意一个码字的每一次循环移位（左移或右移）得到的仍是一个码字。线性性：00111011101001=1110100循环性：任一个非0码字，经循环移位后仍然得到一个码字。注意：并非所有码字都可由一个码字经循环移位而得到。网络安全抗干扰编码通信可靠性技术防火墙病毒防护01通信可靠性技术抗干扰编码通信可靠性技术网络安全1、网络安全概述随着计算机技术的迅速发展，在计算机上处理的业务也由基于单机的数学运算、文件处理，基于简单连接的内部网络的内部业务处理、办公自动化等发展到基于复杂的内部网（Intranet）、企业外部网（Extranet）、全球互连网（Internet）的企业级计算机处理系统和世界范围内的信息共享和业务处理。在系统处理能力提高的同时，系统的连接能力也在不断的提高。但在连接能力信息、流通能力提高的同时，基于网络连接的安全问题也日益突出。整体的网络安全主要表现在以下几个方面：网络的物理安全、网络拓扑结构安全、网络系统安全、应用系统安全、网络管理的安全。通信可靠性技术抗干扰编码通信可靠性技术网络安全2、物理安全分析物理安全包括：环境安全：受灾防护、区域防护设备安全：设备防盗、设备防毁、防止电磁信息泄漏、防止线路截获抗电磁干扰、电源防护媒体安全：保护存储媒体信息原则：在网络工程的设计和施工中，必须优先考虑保护人和网络设备不受电、火灾和雷击的侵害；考虑布线系统与照明电线、动力电线、通信线路、暖气管道及冷热空气管道之间的距离；考虑布线系统和绝缘线、裸体线以及接地与焊接的安全；必须建设防雷系统，防雷系统不仅考虑建筑物防雷，还必须考虑计算机及其他弱电耐压设备的防雷。通信可靠性技术抗干扰编码通信可靠性技术网络安全总体来说物理安全的风险主要有：地震、水灾、火灾等环境事故；电源故障；人为操作失误或错误；设备被盗、被毁；电磁干扰；线路截获；高可用性的硬件；双机多冗余的设计；机房环境及报警系统、安全意识等。通信可靠性技术抗干扰编码通信可靠性技术网络安全

3、网络结构的安全分析设计时有必要将公开服务器（WEB、DNS、EMAIL等）和外网及内部其它业务网络进行必要的隔离，避免网络结构信息外泄；同时还要对外网的服务请求加以过滤，只允许正常通信的数据包到达相应主机，其它的请求服务在到达主机之前就应该遭到拒绝。4、系统（操作系统、硬件平台）的安全分析不同的用户应从不同的方面对其网络作详尽的分析，选择安全性尽可能高的操作系统。因此不但要选用尽可能可靠的操作系统和硬件平台，并对操作系统进行安全配置。而且，必须加强登录过程的认证（特别是在到达服务器主机之前的认证），确保用户的合法性；其次应该严格限制登录者的操作权限，将其完成的操作限制在最小的范围内。通信可靠性技术抗干扰编码通信可靠性技术网络安全5、应用系统的安全分析应用的安全涉及方面很多，如目前Internet上应用最为广泛的E-mail系统。在应用系统的安全性上，主要考虑尽可能建立安全的系统平台，而且通过专业的安全工具不断发现漏洞，修补漏洞，提高系统的安全性。6、管理的安全风险分析建立全新网络安全机制，必须深刻理解网络并能提供直接的解决方案，