ok高分子材料成型加工原理复习课提纲 本文关键词:提纲,成型,高分子材料,复习,原理
ok高分子材料成型加工原理复习课提纲 本文简介:高分子材料成型加工原理复习课提纲1在工业上获得成功应用的“高分子材料”在概念上要具有哪些方面的特点或要求?有一定的力学性能兼或同时具有一定的功能特性具有一定的可加工性市场价值经济价值环保、节能、安全特征社会价值。要求:可满足生产或生活中的某种需要,并能够参与社会经济发展的循环过程3如何理解“流动”?
ok高分子材料成型加工原理复习课提纲 本文内容:
高分子材料成型加工原理复习课提纲
1
在工业上获得成功应用的“高分子材料”在概念上要具有哪些方面的特点或要求?
有一定的力学性能
兼或同时具有一定的功能特性
具有一定的可加工性
市场价值
经济价值
环保、节能、安全特征
社会价值。
要求:可满足生产或生活中的某种需要,并能够参与社会经济发展的循环过程
3
如何理解“流动”?
流动:运动单元在外力场作用下运动并损耗能量
聚合物流体的流动现象:聚合物流体某尺寸水平上的运动单元在外力场作用下产生相对运动而损失能量的现象。
5为满足成型和加工的需要,通常如何获得或调控某些特定的高分子材料的流动性?
调整温度压力等外部工艺条件,影响包括范氏力,氢键,分子间配合键等等
对分子结构进行改性,如纤维素,或将化学结构与工艺条件相结合,如针对一些天然高分子材料
优选,引入低分子增塑剂和超临界流体等介质,如对淀粉,PVC改性等
6
聚合物材料的可加工性通常包含哪些方面?
可挤压性,可模塑性,可延展性,可纺性
7
熔融指数?熔融指数在实际的成型加工过程中有什么样的应用?其局限性?
熔融指数定义为:在一定的温度和压力下,10min内从特定毛细管中流出的聚合物熔体的克数,单位为g/10min。
熔体流动速率可表征热塑性塑料在熔融状态下的粘流特性,对保证热塑性塑料及其制品的质量,对调整生产工艺,都有重要的指导意义。
但该方法也有局限性,不同品种的高聚物之间不能用其熔融指数值比较其测定结果,不能直接用于实际加工过程中的高切变速率下的计算,只能作为参考数据。此种仪器测得的流动性能指标,是在低剪切速率下测得的,不存在广泛的应力应变速率关系,因而不能用来研究熔体粘度和温度、粘度与剪切速率的依赖关系,仅能比较相同结构聚合物分子量或熔体粘度的相对数值。
11什么是静态流变学?什么是动态流变学?各侧重于哪些应用?
.静态流变学:又称稳态流变学,研究单一方向稳态剪切作用下聚合物流体的流动和形变
动态流变学:研究周期动态作用下聚合物流体的流动和形变。
12
什么是剪切速率?
剪切速率:单位时间内,流体在剪切作用下产生的剪切应变
剪切速率的含义:1.流体流动速度的梯度,
2.距离dy的液层在dt时间内相对移动的距离
13
什么是牛顿流体?其在结构上有什么特点?
牛顿流体:满足牛顿流动定律的流体
特点:黏度不随剪切的改变而改变,剪切应力和剪切速率始终呈正比关系,流体内部结构不随剪切条件改变而改变。
14
什么是牛顿粘度?
从流体力学的角度来说,凡是服从牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体牛顿流体的粘度即是牛顿粘度
28聚合物熔体的剪切流动特征可以用流动曲线进行表征,请画出其在一般情况下的典型关系曲线,并解释说明曲线上各个流动区域对应的分子机制?135页和147页
29什么是零剪切粘度?极限粘度?
零剪切黏度:高分子溶液中的分子或熔融态的高分子宛如乱成一团柔软而纠缠的线球,虽然每一条分子链都在努力蠕动着,但是由于分子链与链之间的纠缠点却有效的维系着彼此结构的稳定。此所以初期很小的剪力(shear
force)并无法超越结构强度,结构依然保持着,是以黏度居高不下,类似牛顿流体(黏度恒定不随剪率而变化),所以称为“零剪切黏度(zero-shear
viscosity)”
高聚物溶液的浓度较稀时,其相对粘度的对数值与高聚物溶液质量浓度的比值,即为该高聚物的特征粘度,也叫极限粘度。
36
什么是端末效应?其产生的流体结构基础是什么?牛顿流体流经毛细管流道时是否会产生端末效应?
当聚合物流体由较粗的流道进入毛细管时或在毛细管中流动时,沿着流动方向都会产生压力降,一方面消耗于粘性流体的摩擦损耗,同时储存于流动过程中沿毛细管轴向分子链产生一定程度的取向;若毛细管比较短,流体在出口处会表现为回弹现象(弹性效应),即端口处流体比毛细管中显著膨胀的现象。这种在毛细管入口端产生压力降和出口端离模膨胀的现象,与聚合物流体的粘弹性有关,称为端末效应,或分别称为入口效应和模口膨化效应
结构基础是熔体是具有黏弹性的塑性流体
牛顿流体不会产生端末效应,因为挤出后直径比模口细
37
聚合物流体的端末效应在成型加工过程中,尤其在挤出过程中,往往是影响产品尺寸控制的重要方面,如需要进一步减弱这种不需要的端末效应,可以考虑用哪些具体的措施或方法?
降低熔体粘度
增大流道的直径和流道的长径比,以及减少流道入口处的收敛角,减少熔体流动过程中的弹性变形,从而减轻离模膨胀效应。
减小切应力和剪切速率。
在中等剪切速率范围内升高温度。
38
什么是聚合物流体的熔体破裂现象?挤出过程中若出现这种现象通常是什么原因?如何消除?
在聚合物的成型加工过程中,对相关产品的表面状态一般有比较高的要求,但实际生产中经常会出现表面不良的情况,尤其在挤出成型过程中,操作不当时很容易出现表面粗糙的现象,类似鲨鱼皮,该现象即熔体破裂现象。
原因是由于熔体流动时在口模壁上滑移和口模对挤出物产生周期性的拉伸作用。还有一种说法是由于熔体中的弹性恢复引起的,在口模内由于熔体各处受应力作痛不尽相同,因而在离开口模后所出现的弹性恢复就不可能一致,如果弹性恢复力不能为熔体强度所容忍,就会引起熔体破裂。
消除方法是升高温度。因为临界挤出速率随挤出温度的增加而变大,但与口模粗糙度无关。所以升高温度是避免出现鲨鱼皮现象的有效办法。
40
在实际生产或科研活动中,流体的流变性能及其测试常受到很多人的关注,通过流体流变性能的测试常可以得到哪两个方面的信息?需要在什么样的对应条件下进行测试才是正确的?
41了解聚合物材料的流变性能,不仅可以籍此了解材料在某些条件下的加工性能,还可以了解到材料的结构特征,请列出你所知道可用于测定聚合物流体流变性质的仪器或设备,并简要说明其各有什么特点?适用的范围?
1
毛细管流变仪/粘度计??是一种常用的实验方法??可得到接近加工条件下
的流体流变性能??适合高剪切条件下的测定??剪切速率10-106s-1??可观察到
挤出物的形状??能直接用于材料成型工艺的借鉴和指导。
2
旋转流变仪/粘度计??假设??稳态、等温、切向速度分量唯一、无末端效
应、流体复合指数定律。可以测法向应力??末端效应在L/d>100
时可忽略??
不适于粘弹性特性很强的流体测定。
3
落球黏度计??主要用于测定流体的零切粘度??所得到的结果与分子结构及
测定温度有关??得不到通常所言的流动曲线关系。
4
转矩流变仪??研究材料的流动、塑化、热、剪切稳定性的理想设备??该流
变仪提供了更接近于实际加工的动态测量方法??可以在类似实际加工的情况
下??连续、准确可靠地对材料的流动性能进行测定。其两个转速不同??转向
相反形成复杂的转子??在物料混合过程中能进行转矩大小的测定??反映物料
混合情况及其能耗。
46
在高分子材料成型与加工过程中,通常涉及的物理和化学变化有哪些?b
加热、冷却、结晶、取向、降解、交联
加热为了让聚合物产生流动性,冷却为了使产品定型。在加热和冷却的过程中必须注意:加热介质和聚合物流体间的温度差不能太大。
结晶聚合物的形态结构不仅与聚合物本身的分子结构有关,还与其结晶形成的过程密切相关。
热固性和热塑性塑料中各自顾存在的细找的纤维状填料(如木粉、短玻璃纤维等)和聚合物分子,在很大程度上,都会顺着流动的方向作平行的排列。
通常称聚合物分子链断裂导致相对分子质量降低的现象或过程,称为降解
在聚合物材料的成型加工过程中,由于力学或化学等作用,使线型或轻度支化型的高分子之间通过化学键合的形式,形成体型结构高分子材料或制品的现象。
49
环氧脂常作为电子器件的封装材料,使用过程中的相应电子产品的寿命通常取决于封装材料的应力开裂,分析原因,并提出解决措施?
主要原因:
1.环氧树脂固化物内部的缺陷
2.应力在材料内部缺陷和裂纹处集中
3.浇筑成型过程中产生并累积应力
4.外部作用如碰撞,挤压,震动等使材料内应力加大。
解决方法:
1.降低反应体系中官能团的浓度
2.加入高分子增韧剂
3.加入无机粉状填料
4.改进固化工艺
5.利用易膨胀单体共聚
65
材料设计体系的基本组成包括有哪些组分?各自功能?
聚合物基体:热塑性材料、热固性材料
增塑剂:改善流动性
稳定剂:光稳定剂、热氧稳定剂、抗老剂
填充剂:填充材料、补强材料、增韧增强
润滑剂:改善流动性,增塑剂的补充
着色剂:色母料,各种颜色调配
防静电剂:导电组分或小分子表面活性剂
阻燃剂:阻燃防火
抗菌剂:抗菌功能
脱模剂:利于制品从模具中脱出,提高生产效率
原料组成
重量分数
PVC(XS-2型)
100
DOP
40
DBP
5
轻质碳酸钙
105
三盐基硫酸铅
1.5
二盐基亚磷酸铅
1.0
硬脂酸铅
1.0
硬脂酸钡
0.5
下面为PVC粒料原料制造电缆线的配方:
原料组成
重量分数
PVC(XS-2型)
100
DOP
40
三盐基硫酸铅
1.5
二盐基亚磷酸铅
1.0
硬脂酸铅
1.0
硬脂酸钡
0.5
下面为聚丙烯粒料原料制造洗衣机外壳的配方:
原料组成
重量分数
PP
100
聚丙烯蜡
5
抗氧剂1010
0.6
抗氧剂168
0.2
硬脂酸钙
1.0
锌白母料
1
DOP:通用型增塑剂
DBP:用做增塑剂
轻质碳酸钙:碳酸钙在塑料制品中能起到一种骨架作用,对塑料制品尺寸的稳定性有很大作用,能提高制品的硬度,还可以提高制品的表面光泽和表面平整性。在一般塑料制品中添加碳酸钙耐热性可以提高,由于碳酸钙白度在90%以上,还可以取代昂贵的白色颜料起到一定的增白作用
三盐基硫酸铅:热稳定剂
二盐基亚磷酸铅:热稳定剂
硬脂酸铅:稳定剂,润滑剂
硬脂酸钡:用作热稳定剂
76在学术上有些词汇具有特定的含义,如什么是高分子共混物或聚合物共混物?什么是高分子合金?两者有何不同?
聚合物共混物:将两种或者两种以上的聚合物加以混合,使之形成表观均一的混合物,即形成聚合物共混物,这一混合的过程即聚合物共混。
高分子合金:
相结构更加精细、性能优异
81
什么是螺杆的压缩比?a什么是塑料的压缩比?
螺杆的压缩比A是指螺杆加料段第一个螺槽的容积与均化段最后一个螺槽的容积之比,它表示塑料通过螺杆的全过程被压缩的程度。A越大,塑料受到挤压的作用越大,排除物料中所含空气的能力越大,但A过大,螺杆本身机械强度下降。
塑料的压缩比是指其表观相对密度和制品相对密度的比值。
84
有哪些措施可以提高挤出机的固体输送能力?c
在螺杆直径不变时,增大螺槽深度H
减小物料与螺杆的静摩擦因数fa
增大物料与料筒的静摩擦因数fb
选择合适的螺旋角θ
使得(tanθ*tanΦ)/(tanθ+
tanΦ)最大。
85
在挤出机的均化段实现熔体输送时涉及到哪几种流动形式?对生产能力的影响?c
有正流,逆流,横流和漏流四种形式。
正流是指物料沿螺槽方向向机头流动,是均化段熔体的主流,是由于螺杆旋转时螺棱的推挤作用引起的。
逆流是指沿螺槽与正流方向相反的流动,它是由机头口模、过滤网等对料流的阻碍引起的反压流动,也称为压力流动,可以引起挤出生产能力的损失
横流是指物料沿着x轴和y轴两方向在螺槽内往复流动,是由于螺杆旋转时螺楞的推挤和阻挡作用造成的,仅限于在每个螺槽内流动。对生产能力影响不大
漏流是指物料在螺杆和料筒的间隙沿着螺杆和轴的方向往料斗方向流动,它也是由于机头和口模等对物料的阻力产生的反压流动
影响挤出机生产能力的是正流(提高)、逆流(降低)和漏流(降低),横流对寄出量没有以影响。
86
为什么有些挤出机在使用一定时间后,其生产能力会明显降低?
使用时间过长后漏流量正比于φ的三次方,当φ增加后漏流量明显增加,所以生产能力降低
89
什么是注射量?什么是塑化量(也称塑化能力)?
注射量是指注射机在注射螺杆(或者柱塞)作最大一次注射行程时,注射装置所能达到的最大注射量。其两种表示方法:一种是以PS原料为标准,用注射PS熔料的质量以g为单位表示;另一种是用注射出的容积以cm3为单位表示。用容积表示和原料的密度无关,使用起来比较方便,目前使用较多。
塑化量:注塑机的生产能力取决于加热料筒的塑化能力和注射成型周期,塑化能力以单位时间内单位料筒融化塑料的质量(塑化量)qm来表示,在一个成型周期内,塑化量必须与注射量平行。
90
注射机生产能力的衡量主要考虑哪两个指标?
主要指标是注射量和锁模力。注射量是指注射机在注射螺杆(或者柱塞)作最大一次注射行程时,注射装置所能达到的最大注射量。其两种表示方法:一种是以PS原料为标准,用注射PS熔料的质量以g为单位表示;另一种是用注射出的容积以cm3为单位表示。用容积表示和原料的密度无关,使用起来比较方便,目前使用较多。锁模力是由合模机构所能产生的最大模具紧闭力决定的,他反应了注射机成型制品面积的大小。锁模力是注射机生产能力的另一个标志,国内外许多厂家是以锁模力作为注射机的系列规格。
97什么是压延成型?什么是压延效应?
压延成型是生产高分子材料薄膜和片材的主要方法,它是将接近黏流温度的物料通过一系列的相同旋转着的平行辊筒的间隙,使其受到挤压和延展作用,成为具有一定厚度和宽度的薄片状制品
由于物料在压延过程中,在通过压延辊筒间隙时受到很大的剪切力和一些拉伸应力,因此高聚物大分子会沿着压延方向做定向排列,以致制品在物理性能上出现各向异性,这种现象在压延成型过程中称为压延效应。
9
篇2:《抱怨》演讲稿提纲
《抱怨》演讲稿提纲 本文关键词:提纲,演讲稿,抱怨
《抱怨》演讲稿提纲 本文简介:抱怨一、抱怨内容的产生1、外在因素:(1)环境因素:现代社会节奏快,工作压力大(2)人为因素:身边的不良情绪的带动2、内在原因(1)处于高度紧张的社会环境中的人们,会因为嫉妒,心里不平,思想上会或多或少积压一些不良情绪(2)高估自己的价值,得到跟付出不成对比时,会产生不良情绪。二、抱怨的艺术1、抱怨
《抱怨》演讲稿提纲 本文内容:
抱怨
一、抱怨内容的产生
1、外在因素:
(1)环境因素:现代社会节奏快,工作压力大
(2)人为因素:身边的不良情绪的带动
2、内在原因
(1)处于高度紧张的社会环境中的人们,会因为嫉妒,心里不平,思想上会或多或少积压一些不良情绪
(2)高估自己的价值,得到跟付出不成对比时,会产生不良情绪。
二、抱怨的艺术
1、抱怨要看对象
(1)原因:不是什么人都可以听你在抱怨,不是所有的人都会帮你保密。
(2)如何选择对象:人品好,你信得过去的人,相信对方不会在你背后告状的
2、抱怨要讲场合
(1)工作的时候,不能抱怨。不要将不良情绪带进工作,会影响自己和他人的工作状态和激情。
(2)不要在大庭广众之下抱怨。将对某人和某事的不良看法,告诉众人,会影响旁观者对你的印象。
3、要选择合适的抱怨事情
(1)不是所有的事情所有的人你都可以抱怨。
(2)抱怨的内容不能有国家的机密资料。
(3)抱怨的内容不能有关公司机密资料。该资料泄露后将损害公司利益。
三、抱怨后带来的益处
1、由于一些不良情绪发泄后,心里释放了一部分空间,人会变得轻松。
2、不良情绪的释放,正面能量表现出来,人会变得有激情,对生活抱有希望和憧憬。
四、被抱怨者该怎么办
1、
抱怨完后,给被抱怨者带来的不良影响
(1)
抱怨听的多,不良情绪会影响心情,影响工作和生活。
(2)
不良情绪堆积,会诱导某些精神障碍,如精神分裂症、情感障碍、痴呆、强迫症、恐惧症、疑病症等,在生活、工作中亦易发生交通事故。
(3)
本身的不良情绪会因为听到的不良情绪而浮出心里,可以导致人们产生某种身心疾病,(如高血压、糖尿病、冠心病、消化性溃疡、过敏性结肠炎、癌症等。对已患了某种疾病的人会进一步加剧生理功能紊乱,降低对疾病的抵抗力,加速原有疾病的进一步恶化)。
2、该如何让人脑免受“听抱怨”
听完别人抱怨后,自己的心里也会产生压抑感,那么该如何远离“听抱怨”之苦呢?
(1)远离抱怨者
(2)引导抱怨者去解决问题
(3)防御,采用一些心里技巧阻挡牢骚话进入大脑,避免脑神经细胞受到损坏。
6.总结:抱怨不如改变
抱怨世界,不如改变自己。
一、对自己的抱怨行为进行反思。
有意识地记录自己每天抱怨的次数,思考自己抱怨的事情真的如此严重吗?关于这件事情,还有没有其他可能?……如果你对这些问题有了清晰的答案,那么就能够督促自己用更好的方法来应对。
二、处理负面情绪,讨论解决方案。
避免抱怨的另一高情商做法:化抱怨为改变。学者Simone
Kauffeld和Renee
A.
Meyers的最新研究发现,一旦有人开始抱怨,会引发更多人加入抱怨的行列;相反的,当有人提出解决方案时,其他人也会热烈响应。所以,当自己生活状况不理想时,不妨先平复失望情绪,然后寻找可以提供建议的专业人士,一起探讨更好的解决方案。
三、通过一些正确的方式去释放不良情绪
1、写日记。写下哭和笑、爱和恨,写完后会有痛快淋漓之感。
2、大哭一场。哭是人类的一种本能,是人的不愉快情绪的直接外在流露。
3、以静制动。当人的心情不好,产生不良情绪时,内心都十分激动、烦躁、坐立不安,此时,可默默地侍花弄草,观赏鸟语花香,或挥毫书画,垂钓河边,这种看似与排除不良情绪无关的行为恰是一种以静制动的独特宣泄方式,它能以清静雅致的态度平息心头怒气,从而排除沉重的压抑。
4、深呼吸,体育运动,旅游,换环境换心情,暂时远离不良情绪产生的场所!逛街,购物,吃东西!
篇3:《信息论与编码技术》复习提纲复习题
《信息论与编码技术》复习提纲复习题 本文关键词:信息论,复习题,提纲,复习,编码
《信息论与编码技术》复习提纲复习题 本文简介:《信息论与编码技术》复习提纲复习题纲第0章绪论题纲:I.什么是信息?II.什么是信息论?III.什么是信息的通信模型?IV.什么是信息的测度?V.自信息量的定义、含义、性质需掌握的问题:1.信息的定义是什么?(广义信息、狭义信息——Shannon信息、概率信息)2.Shannon信息论中信息的三要素
《信息论与编码技术》复习提纲复习题 本文内容:
《信息论与编码技术》复习提纲
复习题纲
第0章
绪论
题纲:
I.
什么是信息?
II.
什么是信息论?
III.
什么是信息的通信模型?
IV.
什么是信息的测度?
V.
自信息量的定义、含义、性质
需掌握的问题:
1.
信息的定义是什么?(广义信息、狭义信息——Shannon信息、概率信息)
2.
Shannon信息论中信息的三要素是什么?
3.
通信系统模型图是什么?每一部分的作用的是什么?
4.
什么是信息测度?
5.
什么是样本空间、概率空间、先验概率、自信息、后验概率、互信息?
6.
自信息的大小如何计算?单位是什么?含义是什么(是对什么量的度量)?
第1章
信息论基础
㈠《离散信源》题纲:
I.
信源的定义、分类
II.
离散信源的数学模型
III.
熵的定义、含义、性质,联合熵、条件熵
IV.
离散无记忆信源的特性、熵
V.
离散有记忆信源的熵、平均符号熵、极限熵
VI.
马尔科夫信源的定义、状态转移图
VII.
信源的相对信息率和冗余度
需掌握的问题:
1.
信源的定义、分类是什么?
2.
离散信源的数学模型是什么?
3.
信息熵的表达式是什么?信息熵的单位是什么?信息熵的含义是什么?信息熵的性质是什么?
4.
单符号离散信源最大熵是多少?信源概率如何分布时能达到?
5.
信源的码率和信息率是什么,如何计算?
6.
什么是离散无记忆信源?什么是离散有记忆信源?
7.
离散无记忆信源的数学模型如何描述?信息熵、平均符号熵如何计算?
8.
离散有记忆多符号离散平稳信源的平均符号熵、极限熵、条件熵(N阶熵)的计算、关系和性质是什么?
9.
什么是马尔科夫信源?马尔科夫信源的数学模型是什么?马尔科夫信源满足的2个条件是什么?
10.
马尔科夫信源的状态、状态转移是什么?如何绘制马尔科夫信源状态转移图?
11.
马尔科夫信源的稳态概率、稳态符号概率、稳态信息熵如何计算?
12.
信源的相对信息率和冗余度是什么?如何计算?
㈡《离散信道》题纲:
I.
信道的数学模型及分类
II.
典型离散信道的数学模型
III.
先验熵和后验熵
IV.
互信息的定义、性质
V.
平均互信息的定义、含义、性质、维拉图
VI.
信道容量的定义
VII.
特殊离散信道的信道容量
需掌握的问题:
1.
信道的定义是什么?信道如何分类?信道的数学模型是什么?
2.
二元对称信道和二元删除信道的信道传输概率矩阵是什么?
3.
对称信道的信道传输概率矩阵有什么特点?
4.
根据信道的转移特性图,写出信道传输概率矩阵。
5.
先验熵、后验熵的区别?
6.
联合熵、条件熵和信息熵的关系。
7.
互信息的大小如何计算?互信息的性质是什么?
8.
联合互信息、条件互信息、互信息之间的关系是什么?
9.
平均互信息的定义是什么?平均互信息的含义?平均互信息的性质?
10.
联合平均互信息、条件平均互信息和平均互信息的关系?
11.
损失熵和噪声熵的含义是什么?维拉图表示了哪些关系式?
12.
信道的传码率和传信率(信息率)的计算方法是什么?
13.
信道容量的定义是什么?信道容量的含义如何理解?
14.
无噪无损信道、有噪无损信道、无噪有损信道、对称信道的信道容量如何计算?
㈢《连续信源和波形信道》
题纲:
I.
连续信源的定义、数学模型、绝对熵、相对熵
II.
给定条件下,连续信源的最大熵
III.
熵功率
IV.
连续信道和波形信道的信道容量
需掌握的问题:
1.
连续信源定义、数学模型是什么?
2.
连续信源熵的表达式是什么?相对熵和绝对熵的区别是什么?
3.
如何计算均匀分布、正态分布连续信源的最大熵?
4.
什么是波形信道?了解波形信道互信息、信道容量的求解思路。
5.
香农公式是什么?物理意义是什么?
第2章
无失真信源编码
题纲:
I.
基本概念
1.
编码
2.
二元码
3.
等长码
4.
变长码
5.
码的N次扩展码
6.
唯一可译码
II.
等长码
III.
变长码
IV.
无失真信源编码定理
V.
编码方法
1.
香农编码
2.
费诺编码
3.
霍夫曼编码
需掌握的问题:
1.
编码的定义及编码相关术语。
2.
信源编码的定义及目的是什么?
3.
解释二元码、等长码、变长码、唯一可译码。
4.
变长码和定长码的区别是什么?用码树描述二者的差异,能够说明变长码和定长码各自的优劣。
5.
描述香农第一定理及意义。
6.
掌握香农编码、费诺编码、霍夫曼编码的步骤及特点,会计算编码效率。
7.
了解游程编码和算术编码的思路。
第3章
信道编码
题纲:
I.
检错、纠错原理及方法、能力
II.
差错控制理论
1.
译码规则
2.
2种准则下的错误概率
III.
信道编码定理
IV.
编码方法
1.
简单的检错、纠错码
2.
线性分组码
3.
循环码
需掌握的问题:
1.
信道编码的定义及目的是什么?
2.
检错原理是什么?
3.
差错控制方法有哪些?
4.
如何确定一种编码的检错、纠错能力?
5.
汉明距离是什么?汉明重量是什么?最小码距是什么?
6.
信道编码的效率如何确定?
7.
奇偶校验码的编码规则是什么?检错、纠错能力如何?
8.
译码规则的定义是什么?
9.
最大后验准则是什么?极大似然准则是什么?这两种准则下如何计算错误概率?
10.
错误概率与损失熵之间的关系是什么?
11.
描述香农第二定理及意义。
12.
线性分组码的编码原理和校验原理是什么?
13.
循环码的编码原理和校验原理是什么?
14.
了解循环冗余校验码和卷积码的编码思路。
第4章
信息率失真函数
题纲:
V.
失真度
VI.
平均失真度
VII.
信息率失真函数
VIII.
信息率失真函数的性质
IX.
限失真信源编码定理
需掌握的问题:
1.
失真度如何表示?
2.
四种常见失真度的形式分别是什么?分别用于什么场合?
3.
平均失真度如何计算?
4.
什么是保真度准则?
5.
什么是试验信道?
6.
信息率失真函数的定义是什么?
7.
信息率失真函数和信道容量的区别和联系是什么?
8.
信息率失真函数的性质是什么?
9.
定义域Dmin,Dmax,以及相应的R(Dmin),R(Dmax)如何计算?
10.
描述香农第三定理及意义。
11.
了解预测编码和变换编码的思路。
1、
填空题
1.
设信源X包含4个不同离散消息,当且仅当X中各个消息出现的概率为___1/4___时,信源熵达到最大值,为__2__,此时各个消息的自信息量为__2
__。
2.如某线性分组码的最小汉明距dmin=4,则该码最多能检测出___3____个随机错,最多能
纠正__1____个随机错。
3.克劳夫特不等式是唯一可译码___存在___的充要条件。
4.平均互信息量I(X;Y)与信源熵和条件熵之间的关系是___(X;Y)=H(X)-H(X/Y)___。
5.
_信源___提高通信的有效性,_信道____目的是提高通信的可靠性,_加密__编码的目的是保证通信的安全性。
6.信源编码的目的是提高通信的
有效性
,信道编码的目的是提高通信的
可靠性
,加密编码的目的是保证通信的
安全性
。
7.设信源X包含8个不同离散消息,当且仅当X中各个消息出现的概率为__1/8__时,信
源熵达到最大值,为___3____。
8.自信息量表征信源中各个符号的不确定度,信源符号的概率越大,其自信息量越_小___。
9.信源的冗余度来自两个方面,一是信源符号之间的__相关性__,二是信源符号分布的
__不均匀性__。
10.最大后验概率译码指的是
译码器要在已知r的条件下找出可能性最大的发码
作为译码估值
,即令
=maxP(
|r)_
__。
11.常用的检纠错方法有__前向纠错___、反馈重发和混合纠错三种。
2、
单项选择题
1.下面表达式中正确的是(A
)。
A.
B.
C.
D.
2.彩色电视显像管的屏幕上有5×105
个像元,设每个像元有64种彩色度,每种彩度又有16种不同的亮度层次,如果所有的彩色品种和亮度层次的组合均以等概率出现,并且各个组合之间相互独立。每秒传送25帧图像所需要的信道容量(C
)。
A.
50′106
B.
75′106
C.
125′106
D.
250′106
3.已知某无记忆三符号信源a,b,c等概分布,接收端为二符号集,其失真矩阵为d=,则信源的最大平均失真度为(
D
)。
A.
1/3
B.
2/3
C.
3/3
D.
4/3
4.线性分组码不具有的性质是(
C
)。
A.任意多个码字的线性组合仍是码字
B.最小汉明距离等于最小非0重量
C.最小汉明距离为3
D.任一码字和其校验矩阵的乘积cmHT=0
5.率失真函数的下限为(
B)。
A
.H(U)
B.0
C.I(U;
V)
D.没有下限
6.纠错编码中,下列哪种措施不能减小差错概率(
D
)。
A.
增大信道容量
B.
增大码长
C.
减小码率
D.
减小带宽
7.一珍珠养殖场收获240颗外观及重量完全相同的特大珍珠,但不幸被人用外观相同但重量仅有微小差异的假珠换掉1颗。一人随手取出3颗,经测量恰好找出了假珠,不巧假珠又滑落进去,那人找了许久却未找到,但另一人说他用天平最多6次能找出,结果确是如此,这一事件给出的信息量(
A
)。
A.
0bit
B.
log6bit
C.
6bit
D.
log240bit
8.下列陈述中,不正确的是(
D
)。
A.离散无记忆信道中,H(Y)是输入概率向量的凸函数
B.满足格拉夫特不等式的码字为惟一可译码
C.一般地说,线性码的最小距离越大,意味着任意码字间的差别越大,则码的检错、
纠错能力越强
D.满足格拉夫特不等式的信源是惟一可译码
9.一个随即变量x的概率密度函数P(x)=
x
/2,,则信源的相对熵为(
C
)。
A
.
0.5bit
B.
0.72bit
C.
1bit
D.
1.44bit
10.下列离散信源,熵最大的是(
D
)。
A.
H(1/3,1/3,1/3);
B.
H(1/2,1/2);
C.
H(0.9,0.1);
D.
H(1/2,1/4,1/8,1/8)
11.下列不属于消息的是(
B
)。
A.文字
B.信号
C.图像
D.语言
12.为提高通信系统传输消息有效性,信源编码采用的方法是(
A
)。
A.压缩信源的冗余度
B.在信息比特中适当加入冗余比特
C.研究码的生成矩阵
D.对多组信息进行交织处理
13.最大似然译码等价于最大后验概率译码的条件是(
D
)。
A.离散无记忆信道
B.无错编码
C.无扰信道
D.消息先验等概
14.下列说法正确的是(
C
)。
A.等重码是线性码
B.码的生成矩阵唯一
C.码的最小汉明距离等于码的最小非0重量
D.线性分组码中包含一个全0码字
15.二进制通信系统使用符号0和1,由于存在失真,传输时会产生误码,用符号表示下列事件,u0:一个0发出
u1:一个1发出
v0
:一个0收到
v1:一个1收到
则已知收到的符号,被告知发出的符号能得到的信息量是(
A
)。
A.
H(U/V)
B.
H(V/U)
C.
H(U,V)
D.
H(UV)
16.
同时扔两个正常的骰子,即各面呈现的概率都是1/6,若点数之和为12,则得到的自信息为(
B
)。
A.
-log36bit
B.
log36bit
C.
-log
(11/36)bit
D.
log
(11/36)bit
17.下列组合中不属于即时码的是(
A
)。
A.
{
0,01,011}
B.
{0,10,110}
C.
{00,10,11}
D.
{1,01,00}
18.已知某(6,3)线性分组码的生成矩阵,则不用计算就可判断出下列码中不是该码集里的码是(
D
)。
A.
000000
B.
110001
C.
011101
D.
111111
19.一个随即变量x的概率密度函数P(x)=
x
/2,,则信源的相对熵为(
C
)。
A.
0.5bit/符号
B.
0.72bit/符号
C.
1bit/符号
D.
1.44bit/符号
20.设有一个无记忆信源发出符号A和B,已知,发出二重符号序列消息的信源,无记忆信源熵
为(
A
)。
A.0.81bit/二重符号
B.1.62bit/二重符号
C.0.93
bit/二重符号
D
.1.86
bit/二重符号
3、
判断题
1.确定性信源的熵H(0,0,0,1)=1。
(
错
)
2.信源X的概率分布为P(X)={1/2,1/3,1/6},对其进行哈夫曼编码得到的码是唯一的。
(
错
)
3.
离散无记忆序列信源中平均每个符号的符号熵等于单个符号信源的符号熵。
(
对
)
4.非奇异的定长码一定是唯一可译码。
(
错
)
5.信息率失真函数R(D)是在平均失真不超过给定失真限度D的条件下,信息率容许压缩的最小值。
(
对
)
6.信源X的概率分布为P(X)={1/2,1/3,1/6},信源Y的概率分布为P(Y)={1/3,1/2,1/6},则
信源X和Y的熵相等。
(
对
)
7.互信息量I(X;Y)表示收到Y后仍对信源X的不确定度。
(
对
)
8.对信源符号X={a1,a2,a3,a4}进行二元信源编码,4个信源符号对应码字的码长分别为K1=1,K2=2,K3=3,K3=3,满足这种码长组合的码一定是唯一可译码。
(
错
)
9.DMC信道转移概率矩阵为,则此信道在其输入端的信源分布为P(X)={1/2,1/2}时传输的信息量达到最大值。
(
错
)
10.设C
=
{000000,001011,010110,011101,100111,101100,110001,111010}是一个二元线性分组码,则该码最多能检测出3个随机错误。
(错
)
四、名词解释
1.极限熵:
2.信道容量:
3.平均自信息量:
五、计算题
1.设离散无记忆信源
其发生的消息为(202120130213001203210110321010020320011223210),
(1)
根据“离散无记忆信源发出的消息序列的自信息等于消息中各个符号的自信息之
和”,求此消息的自信息量;
(2)在此消息中平均每个符号携带的信息量是多少?
2.已知一个二元信源连接一个二元信道,如图所示。其中,。
试求:I(X,Y),H(X,Y),H(X/Y),和H(Y/X)。
3.
设输入信号的概率分布为P=(1/2,1/2),失真矩阵为。试求Dmin,Dmax,R(Dmin),R(Dmax)。
4.信源共有6个符号消息,其概率分布为={0.37,0.25,0.18,0.10,0.07,0.03}。
(1)对这6个符号进行二进制哈夫曼编码(给出编码过程),写出相应码字,并求出平均码长和编码效率。
(2)哈夫曼编码的结果是否唯一?如果不唯一,请给出原因。
5.二进制通信系统使用符号0和1,由于存在失真,传输时会产生误码,用符号表示下列事件。
x0:一个0发出;x1:一个1发出
y0:一个0收到;y1:一个1收到
给定下列概率:p(x0)=1/2,p(y0/x0)=3/4,p(y0/x1)=1/2。
(1)求信源的熵H(X);
(2)已知发出的符号,求收到符号后得到的信息量H(Y/X);
(3)已知发出和收到的符号,求能得到的信息量H(X,Y)。
6.设DMC信道的传输情况如下图所示。
(1)试写出该信道的转移概率矩阵;
(2)求该信道的信道容量。
7.设输入信号的概率分布为P=(1/2,1/2),失真矩阵为。试求,,,。
8.设有离散无记忆信源共有5个符号消息,其概率分布为={0.4,0.2,0.2,0.1,0.1}。
(1)对这5个符号进行二进制哈夫曼编码(给出编码过程),写出相应码字,并求出平均码长和编码效率;
(2)哈夫曼编码的结果是否唯一?如果不唯一,请给出原因。
复习-15