Day18_count3_计算机网络

VHDL

library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;

entity count3 is
          port (clk:in bit;
          count:out bit_vector (2 downto 0));
end count3 ; 

architecture stucture of count3 is
    component dfff
        port (clk,data:in bit;
        q:out bit);
    end component ;

   component and2
       port(in1,in2:in bit;
       o:out bit) ;
   end component ;
 
   component orr2
       port(in1,in2:in bit;
       o:out bit);
   end component ;

   component nnand2
       port(in1,in2:in bit;
       o:out bit);
   end component ;

   component xxnor2
       port(in1,in2:in bit;
       o:out bit);
   end component;
 
   component iinv
       port(i:in bit;
       o:out bit);
   end component;

signal n1,n2,n3,n4,n5,n6,n7,n8,n9:bit;
begin
u1 : dfff port map (clk,n1,n2);
u2 : dfff port map (clk,n5,n3);
u3 : dfff port map (clk,n9,n4);
u4 : iinv port map (n2,n1);
u5 : orr2 port map (n3,n1,n6);
u6 : nnand2 port map (n1,n3,n7);
u7 : nnand2 port map (n6,n7,n5);
u8 : xxnor2 port map (n8,n4,n9);
u9 : nnand2 port map (n2,n3,n8);
end stucture;

library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;
entity dfff is
          port (clk,data:in bit;
        q:out bit); 
end dfff; 
architecture stucture of dfff is
begin
process(clk)
begin
if clk'event and clk='1'  then
   q<=data;
end if;
end process;
end stucture;

library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;
entity orr2 is
          port (in1,in2:in bit;
       o:out bit); 
end orr2; 
architecture stucture of orr2 is
begin
o<=in1 or in2;
end stucture;

library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;
entity nnand2 is
          port (in1,in2:in bit;
       o:out bit); 
end nnand2 ; 
architecture stucture of nnand2 is
begin
o<=not(in1 and in2);
end stucture;

library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;
entity iinv is
          port (i:in bit;
       o:out bit); 
end iinv; 
architecture stucture of iinv is
begin
o<=not i;
end stucture;

library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;
entity xxnor2 is
          port (in1,in2:in bit;
       o:out bit); 
end xxnor2; 
architecture stucture of xxnor2 is
begin
o<=in1 xor in2;
end stucture;

三位计数器

百词斩

每日一题

题目：
请详细解释TCP与UDP协议的区别与联系，并举例说明它们在现实场景中的应用。

---

考察点

1. 对传输层协议（TCP/UDP）核心特性的理解。
2. 能否从连接性、可靠性、性能等方面对比分析两者的差异。
3. 实际应用场景的举例能力（如实时通信与可靠文件传输）。
4. 是否了解相关扩展知识（如拥塞控制、三次握手等）139。

---

参考答案思路

1. 定义与核心特性

• TCP（传输控制协议）：
  • 面向连接的协议，通过三次握手建立连接，四次挥手释放连接。
  • 提供可靠传输，通过序列号、确认应答、超时重传、流量控制、拥塞控制等机制确保数据正确性和顺序性19。
  • 基于字节流传输，适用于需要高可靠性的场景（如文件传输、网页浏览）。
• UDP（用户数据报协议）：
  • 无连接协议，无需预先建立连接，直接发送数据报。
  • 不保证可靠性，可能丢包或乱序，但传输效率高、延迟低。
  • 基于数据报传输，适用于实时性要求高、允许少量数据丢失的场景（如视频通话、在线游戏）35。

---

2. 关键区别

对比维度	TCP	UDP
连接性	面向连接（三次握手）	无连接
可靠性	可靠传输（确认机制、重传）	不可靠，可能丢包
数据顺序	保证数据顺序	不保证顺序
传输效率	高开销（协议控制机制复杂）	低开销（协议简单）
适用场景	文件传输（FTP）、网页（HTTP/HTTPS）	实时通信（视频流、DNS查询）
头部大小	20字节（固定）+ 可选字段	8字节（固定）

---

3. 实际应用场景

• TCP的典型应用：
  • 网页浏览（HTTP/HTTPS）：需确保网页内容完整加载。
  • 电子邮件（SMTP）：邮件内容必须准确无误传输。
  • 文件传输（FTP）：大文件传输需保证数据完整性19。
• UDP的典型应用：
  • 实时视频/语音通话（Zoom、腾讯会议）：允许少量丢包以降低延迟。
  • 在线游戏（MOBA、FPS）：快速响应玩家操作，延迟敏感。
  • DNS查询：请求-响应模式简单，无需持久连接57。

---

4. 扩展知识

• TCP的拥塞控制：通过慢启动、拥塞避免、快重传、快恢复算法动态调整发送速率，避免网络过载9。
• UDP的定制化：虽然UDP本身不可靠，但可在应用层实现部分可靠性（如QUIC协议结合了UDP的高效与自定义重传机制）。
• 协议选择权衡：设计系统时需在可靠性与实时性之间权衡（如直播场景优先UDP，金融交易必须TCP）37。

---

可能的追问

1. 为什么TCP需要三次握手，而UDP不需要？
   • 三次握手确保双方通信能力正常（防历史连接干扰），UDP无连接无需确认对方状态9。
2. 如何基于UDP实现可靠传输？
   • 可在应用层添加序列号、确认应答、超时重传等机制（如QUIC协议）7。
3. 视频流使用UDP时，如何解决丢包问题？
   • 采用前向纠错（FEC）、缓冲区平滑抖动、动态码率调整等技术5。

---

此问题既能考察基础概念，又能深入探讨协议设计与实际应用，建议结合具体技术（如HTTP3的QUIC协议）或编程实例（如Socket编程中的TCP/UDP选择）进一步深化回答。