גמר לבתי ספר לטכנאים ולהנדסאים סוג הבחינה: מדינת ישראל אביב תשע"א, 2011 מועד הבחינה: משרד החינוך סמל השאלון: נספחים: א. נספח לשאלה 2 ההנחיות בש

תמליל

1 גמר לבתי ספר לטכנאים ולהנדסאים סוג הבחינה: מדינת ישראל אביב תשע"א, מועד הבחינה: משרד החינוך 793 סמל השאלון: נספחים: א. נספח לשאלה ההנחיות בשאלון זה מנוסחות בלשון זכר, אך מכוונות לנבחנות ולנבחנים כאחד. בהצלחה! ב. נוסחאון במערכות בקרה לכיתה י"ד ג. נוסחאון בתקשורת מחשבים לכיתה י"ד מערכות תקשורת ובקרה ה' למתמחים במערכות אלקטרוניות במגמת הנדסת אלקטרוניקה ומחשבים )כיתה י"ד( א. משך הבחינה: ארבע שעות. הוראות לנבחן ב. מבנה השאלון ומפתח הערכה: בשאלון זה שני פרקים, ובהם שמונה שאלות. יש להשיב על ארבע שאלות בלבד, שאלה אחת לפחות מכל פרק. לכל שאלה 5 נקודות. סך הכול נקודות. ג. חומר עזר מותר לשימוש: מחשבון. הוראות מיוחדות: ד. ענה על מספר השאלות הנדרש בשאלון. המעריך יקרא ויעריך את מספר השאלות הנדרש בלבד, לפי סדר כתיבתן במחברתך, ולא יתייחס לתשובות נוספות.. התחל כל תשובה לשאלה חדשה בעמוד חדש.. רשום את כל תשובותיך אך ורק בעט. 3. הקפד לנסח את תשובותיך כהלכה ולסרטט את תרשימיך בבהירות. 4. כתוב את תשובותיך בכתב יד ברור, כדי לאפשר הערכה נאותה של תשובותיך. 5. אם לדעתך חסרים נתונים הדרושים לפתרון שאלה, אתה רשאי להוסיף אותם, בתנאי שתנמק מדוע הוספת אותם..6 בכתיבת פתרונות חישוביים, קבלת מ רב הנקודות מותנית בהשלמת כל המהלכים שלהלן, בסדר שבו הם רשומים:.7 * רישום הנוסחה המתאימה. * הצבה של כל הערכים ביחידות המתאימות. * חישוב )אפשר באמצעות מחשבון(. * רישום התוצאה המתקבלת, יחד עם יחידות המידה המתאימות. * ליווי הפתרון החישובי בהסבר קצר. בשאלון זה 9 עמודים ו עמודי נספחים.

2 מערכות תקשורת ובקרה ה', אביב תשע"א, סמל השאלות ענה על ארבע מבין השאלות 8. עליך לענות על שאלה אחת לפחות מכל פרק. פרק ראשון: מערכות בקרה ענה על שאלה אחת לפחות מבין השאלות 4 )לכל שאלה 5 נקודות(. שאלה באיור לשאלה נתון תרשים מלבנים של מערכת בקרה. R(s) + K(s + ) s(s + ) (s + 5) C(s) איור לשאלה א.. מצא את הקטבים ואת האפסים של המערכת בחוג פתוח.. מצא את מרכז האסימפטוטות של המערכת. 3. סרטט את המ.ג.ש. Locus) (Root של המערכת הנתונה: את האסימפטוטות בקו מקווקו, ואת עקום המ.ג.ש. בקו מלא. ב. מצא את ערכו של ההגבר, K שעבורו הנקודות s = ± j יימצאו על עקום המ.ג.ש. ג. מצא את מקדם הריסון של המערכת בנקודות הללו, עבור ההגבר K שחישבת בסעיף ב'. המשך בעמוד 3

3 מערכות תקשורת ובקרה ה', אביב תשע"א, סמל שאלה באיור לשאלה נתון גרף בודה אסימפטוטי, המתאר את הגבר החוג הפתוח של מערכת בקרה כפונקציה של התדר הזוויתי. המערכת פועלת בחוג סגור עם משוב יחידה. A [db]. 5 ω [rad/sec] 4 db/dec איור לשאלה א. קבע על פי הגרף את:. ההגבר K של פונקציית התמסורת.. פונקציית התמסורת של המערכת. ב. העתק את הגרף לנייר החצי לוגריתמי שבנספח לשאלה, וסרטט מתחתיו, בהתאמה, גרף בודה אסימפטוטי של מופע המערכת, כפונקציה של התדר הזוויתי. הערה: הדבק את מדבקת הנבחן במקום המיועד לכך בנספח, והדק אותו למחברת הבחינה. ג. קבע אם מערכת הבקרה הזו יציבה. נמק את קביעתך. ד. מצא את עודף המופע של המערכת. המשך בעמוד 4

4 מערכות תקשורת ובקרה ה', אביב תשע"א, סמל שאלה 3 באיור לשאלה 3 נתונה פונקציית התמסורת של מערכת בקרה. R(s) s + s + s + 5 C(s) איור לשאלה 3 רשום ביטוי המתאר את תגובת המערכת כפונקציה של הזמן, C(t), עבור אות מבוא של מדרגת יחידה. שאלה 4 באיור לשאלה 4 נתון תרשים מלבנים של מערכת בקרה. R(s) + + ( +. s)( +. s) s C(s) K f איור לשאלה 4 f f מצא את תחום היציבות של המערכת כפונקציה של. K f. א. מצא את הגבר המשוב הקריטי K * f של המערכת.. חשב את השגיאה במצב המתמיד, ( ) e, כאשר אות המבוא הוא, R (t) =.4 t והגבר ב.. K * = 3 המשוב הוא K המשך בעמוד 5

5 מערכות תקשורת ובקרה ה', אביב תשע"א, סמל פרק שני: תקשורת מחשבים ענה על שאלה אחת לפחות מבין השאלות 5 8 )לכל שאלה 5 נקודות(. שאלה 5 להלן שלושה אופני זרימת נתונים: Half Duplex, Simplex ו Duplex. Full. א. הסבר כל אחד מהם.. מהם אופני זרימת הנתונים האפשריים בכל אחד מהתקנים RS-3 ו.? USB נמק את תשובתך. ב. באיור לשאלה 5 נתון תיאור גרפי של מודל : OSI Application Presentation Session Transport Network Data Link Physical איור לשאלה 5 הסבר כל אחד מארבעת המושגים הבאים, וקבע איזו שכבה במודל OSI מטפלת באותו מושג. נמק את קביעותיך.. קידוד UNICODE. עיוותי הנחתה CRC.3 המשך בעמוד 6 4. נתב

6 מערכות תקשורת ובקרה ה', אביב תשע"א, סמל שאלה 6 א. הסבר ל מ ה משמשת בתקן USB כל אחת מחבילות "לחיצת יד" (Handshake) ACK, NAK : ו STALL. ב. הסבר את תפקידו של כל אחד מחלקי המסגרת שלהלן: SYNC PID DATA CRC EOP ג. באיור א' לשאלה 6 מתוארת העברה של חבילת נתונים מן המארח אל ההתקן. ההעברה נעשית על ידי חיבור USB בשיטת. Interrupt OUT token DATA?? התקן מארח Interrupt OUT Transfer איור א' לשאלה 6 מהי התגובה האפשרית להודעה המועברת בין ההתקן למארח בכל אחד מן המקרים הבאים: חבילת הנתונים התקבלה תקינה )ללא בעיית.)CRC. ההתקן עמוס, ואיננו יכול לקלוט את חבילת הנתונים.. יש בעיה כלשהי בהעברת הנתונים, למשל: ההוראה שנקלטה בהתקן איננה תקינה. 3. חבילת הנתונים התקבלה כאשר ה CRC אינו תקין. 4. המשך בעמוד 7

7 מערכות תקשורת ובקרה ה', אביב תשע"א, סמל ד. באיור ב' לשאלה מתואר נוהל התקשורת כאשר ההתקן מעביר מידע למארח.???? התקן מארח DATA איור ב' לשאלה 6. מה צריכה להיות ההודעה המקדימה לפני העברת מסגרת הנתונים מן ההתקן למארח, ומי צריך ליזום אותה?. מה צריכה להיות התגובה של המארח כאשר המידע התקבל תקין? שאלה 7 א. רשום את המנות )הפונקציות( הקיימות במסגרת Supervisory בפרוטוקול, HDLC והסבר ל מ ה משמשת כל אחת מהן. ב. איזו מבין השיטות לגילוי ותיקון שגיאות VRC(, CRC, שילוב של VRC ו LRC, קוד המינג( מיושמת בפרוטוקול? HDLC הסבר את העיקרון של השיטה שציינת. ג. רשום את הפעולות המתבצעות בתהליך תיקון שגיאה בפרוטוקול. HDLC המשך בעמוד 8

8 מערכות תקשורת ובקרה ה', אביב תשע"א, סמל שאלה 8 א. הסבר את תפקידו של כל אחד מן ההדקים של מחבר DB 9 במחשב המשתמש בתקן. RS 3 ב. הנך נדרש לחבר בין שני מחשבים בעלי מחבר,DB 9 המשתמשים בתקן RS 3 בתקשורת ישירה )ללא מודם(. באיור לשאלה 8 מתוארים המחברים של שני המחשבים. מספרי ההדקים של כל מחבר תואמים לאלו הנתונים בנוסחאון בתקשורת מחשבים. מחבר DB-9 של מחשב B מחבר DB-9 של מחשב A איור לשאלה 8 העתק את האיור למחברתך, והוסף בו את כל החיבורים הנדרשים בין הדקים 8 של המחבר במחשב A לבין ההדקים 8 של המחבר במחשב B לצורך חיבור מלא בין שני המחשבים. את הדק 9 בכל אחד מן המחשבים השאר ללא חיבור. המשך בעמוד 9

9 מערכות תקשורת ובקרה ה', אביב תשע"א, סמל משדרים את אות המידע (LSB) (MSB) בעל הפרמטרים שלהלן: ג. סיבית זוגיות אי זוגית )הסיבית התשיעית( סיבית עצירה אחת מתחי אספקה: ± V סרטט את צורת האות כפונקציה של הזמן. ציין בסרטוטך את ערכי רמות המתח. בהצלחה! זכות היוצרים שמורה למדינת ישראל. אין להעתיק או לפרסם אלא ברשות משרד החינוך.

10 נספח לשאלה לשאלון 793, אביב תשע"א מקום למדבקת נבחן

11 גמר לבתי ספר לטכנאים ולהנדסאים סוג הבחינה: מדינת ישראל אביב תשע"א, מועד הבחינה: משרד החינוך 793 נספח לשאלון: אין להעביר את הנוסחאון לנבחן אחר מקום למדבקת נבחן נוסחאון במערכות בקרה לכיתה י"ד התמחות מערכות אלקטרוניות st L f ( t) = f ( t) e dt = F s o )8 עמודים( התמרת לפלס הגדרה: ) ( L Dn f t = sn F s המרת נגזרת של פונקציה: ) ( f s n f s n Df D n ) ( t L f ( τ) dτ s F s s F = + ( ) f τ dτ המרת אינטגרל של פונקציה: כאשר ()F הוא ערך האינטגרל בזמן = t : lim sf s s = lim f t t משפט הערך הסופי: lim sf s s = lim f t t משפט הערך ההתחלתי: k d r P s Aq( r k) = s s k k ( q ds )! Q s sq פירוק לשברים חלקיים עם קטבים ממשיים: r מספר השורשים הכפולים k =,,,..., r s q השורש = F s המשך בעמוד As B C דוגמה לפירוק לשברים חלקיים ( s + s + )( s + ) = + s + s s + עם קוטב מרוכב:

12 נוסחאון במערכות בקרה, נספח לשאלון 793, אביב תשע"א - - טבלת התמרות לפלס F(s) f(t) t. u (t) הלם של יחידה בזמן = t. s or u (t) מדרגה של יחידה המתחילה בזמן = t 3. s tu (t) שיפוע של יחידה 4. s n t n n! שלם חיובי = n 5. s e at u - (t a) מדרגה של יחידה המתחילה בזמן t = a 6. e as s u (t) u (t a) דופק ריבועי 7. s + a e at 8. s + a n n at t e n! שלם חיובי = n 9. s s + a e at a... s s + a s b ( + ) ω s + ω s s + ω b ab b a e at a b a e bt + a b sin ωt cos ωt 3. s + α s + ω α + ω ω sin ( ωt + φ) φ = tan ω α המשך בעמוד 3

13 נוסחאון במערכות בקרה, נספח לשאלון 793, אביב תשע"א s sin θ + ω cos θ s + ω s s + ω sin (ωt + θ) cos ωt ω 6. s + α s s + ω α ω a + ω ω cos( ωt + φ) φ = tan ω α 7. s + a s ω + at e + a + ω ω a + ω ω sin ( ωt + φ) φ = tan a 8. s + a b + b e at sin bt 9. s + ζωns + ω n ωn ζ ζω t e n sin ωn ζ t. s + a s + a b + e at cos bt. s + α s + a b + ( α a) + b b at b e sin ( bt + φ) φ = tan α a. s ( s + a) + b + a + b b a + b at e sin bt φ φ = b tan a 3. s s + ζωns + ωn ω n ωn ζ ζω t e n sin = ωn ζ t + φ φ cos ζ המשך בעמוד 4

14 נוסחאון במערכות בקרה, נספח לשאלון 793, אביב תשע"א טבלת קבועי השגיאה למערכת עם משוב יחידה מבוא מדרגה יחידה שיפוע יחידה פרבולה k a k v k p סוג המערכת שגיאת המצב המתמיד שגיאת המצב המתמיד שגיאת המצב המתמיד + k p KB B סוג k v KB B סוג K a KB B סוג תגובת מערכת מסדר שני, בעלת הגבר סטטי של, לאות מבוא של מדרגה יחידה כפונקציה של מקדם הריסון C (t) M p. ζ =. ζ =.6 ζ >. t p t p + π ω d t ξπ π ξ tp = ; Mp = + e ; ωd = ωn ξ ωn ξ המשך בעמוד 5

15 נוסחאון במערכות בקרה, נספח לשאלון 793, אביב תשע"א כאשר: M p תגובת היתר המרבית [sec] t p זמן תגובת היתר המרבית w d התדירות הזוויתית של התנודה המרוסנת תגובת מערכת מסדר שני, בעלת הגבר סטטי של, לאות מבוא הלם של יחידה כפונקציה של מקדם הריסון. rad sec ζ =. ζ =.5 ζ =.5 ζ =.77. ζ = ω n t המשך בעמוד 6

16 נוסחאון במערכות בקרה, נספח לשאלון 793, אביב תשע"א טבלת ראוט המשוואה האופיינית (s) : Q Q( s) = b n s n + b n s n + b n s n + + b s + b = s n b n b n b n 4 b n 6 s n b n b n 3 b n 5 b n 7 s n c c c 3 s n 3 d d s j s k c = b n b n b n b n 3 b n c = b n b n 4 b n b n 5 b n c 3 = b n b n 6 b n b n 7 b n d = c b n 3 b n c c d = c b n 5 b n c 3 c d 3 = c b n 7 b n c 4 c המשך בעמוד 7

17 נוסחאון במערכות בקרה, נספח לשאלון 793, אביב תשע"א מ.ג.ש. מקום גאומטרי של שורשים מרכז האסימפטוטות )נקודת חיתוך עם הציר הממשי(: n מספר הקטבים w מספר האפסים n w Re( pi ) Re( zh ) σ i h o = = = n w זוויות האסימפטוטות: ( + h) 8 h =,,,..., n w γ = n w נקודות החיתוך עם הציר הממשי x מתקבלות מהתנאי: i קוטב p i i אפס z i n w x p = i i i x = = z i או מהתנאי: = dk, כאשר מבודדים את K במשוואה האופיינית: = GH(s) +. ds מתוך הנקודות המתקבלות רק אלו הנמצאות על המ.ג.ש. הן נקודות חיתוך עם הציר הממשי. x נקודות החיתוך עם הציר הדמיוני מתקבלות מטבלת ראוט. Θ D = 8 + arggh' זווית העזיבה של המ.ג.ש. מנקודת קוטב/אפס Θ D Θ A = 8 arggh' זווית ההתכנסות של המ.ג.ש. מנקודת קוטב/אפס Θ A arggh' הזווית של GH ללא הקוטב/האפס שמחשבים את הזווית שלו. המשך בעמוד 8

18 נוסחאון במערכות בקרה, נספח לשאלון 793, אביב תשע"א דיאגרמת בודה מציאת הגורמים במכנה ובמונה של פונקציית התמסורת בחוג פתוח, מתוך סוגי הגורמים האלה: log (jω) log ( + jωt) log k log (/( + jωt)) log (/jω) log (/jω) log j + + ξ ω jω ω ω n n סרטוט כל גורם בנפרד, ומציאת השקול מתוך חיבור הגרפים. בהצלחה!

19 גמר לבתי ספר לטכנאים ולהנדסאים סוג הבחינה: מדינת ישראל אביב תשע"א, מועד הבחינה: משרד החינוך נספח לשאלונים: , אין להעביר את הנוסחאון לנבחן אחר מקום למדבקת נבחן נוסחאון בתקשורת מחשבים לכיתה י"ד )3 עמודים( יחס אות לרעש [db] S.N.R יחס אות לרעש [W] P s הספק נושא המידע )Signal( Ps S. N. R = log Pn )Noise( הספק הרעש P n [W] משפט שאנון הקצב המרבי להעברת C [bps] נתונים בקו תקשורת [Hz] W רוחב הפס של הקו Ps C = W log + Pn משפט נייקוויסט [baud] D קצב העברת האות הספרתי הקצב להעברת נתונים בקו R [bps] תקשורת מספר הרמות M )בריבוי רמות( N מספר הסיביות המוצפנות D W R = D log M M = N המשך בעמוד

20 נוסחאון בתקשורת מחשבים נספח לשאלונים 793, 793, אביב תשע"א - - מיפוי הדקים בתקן RS Pin Signal Pin Signal Data Carrier Detect 6 Data Set Ready Received Data 7 Request to Send 3 Transmitted Data 8 Clear to Send 4 Data Terminal Ready 9 Ring Indicator 5 Signal Ground מבנה התשדורת ב USB SYNC PID PS CRC EOP SYNC = Synchronize PID = Packet Identification PS = Packet Specific CRC = Cyclic Redundancy Check EOP = End of Packet המשך בעמוד 3

21 נוסחאון בתקשורת מחשבים נספח לשאלונים 793, 793, אביב תשע"א Group Token Data Handshake Special PID Value סוגי התשדורת ב USB Packet Identifier OUT Token IN Token SOF Token SETUP Token DATA DATA ACK Handshake NAK Handshake STALL Handshake Preamble מבנה התשדורת ב SDLC/HDLC FLAG ADDRESS CONTROL DATA CRC FLAG שלוש התצורות של השדה CONTROL bits N (S) P / F N (R) א. Information Transfer Frame bits S S P / F N (R) ב. Supervisory Frame bits M M P / F M M M ג. Management Frame (S) N מספר סידורי של המסגרת המשודרת (R) N מספר סידורי של המסגרת שצריכה להיקלט P/F poll / final bit M פקודה/תגובה של ניהול התקשורת S פקודה/תגובה של מחשב הבקרה בהצלחה!