學生背得出「星形方便管理」,但問到 8 部機要幾多條線、250 MB 要傳幾久就 blank。這一堂把拓撲與媒介變成兩條可以計的公式,讓答案有數可依。
本堂目標 學生能夠:①比較星形與網狀拓撲,講出 8 個節點時所需連線數(星形 8 條、網狀 28 條)與單一連線故障的影響;②講出雙絞線、光纖、Wi-Fi 三種媒介在速度、距離、抗干擾上的取捨,並各舉一個校園場景;③用「位元數除頻寬」算出 250 MB 在 100 Mbps 下需 20 秒,並解釋為何實際時間更長。
01 先備知識(開課前 3 分鐘快檢)
以下任何一項未過關,本堂就會卡住,先補該項:
| 技能 |
快檢題 |
過關標準 |
| 單位換算 |
1 byte 等於幾多 bit? |
8 bit;1 MB 等於 8 兆 bit |
| 網絡基本詞 |
頻寬與延遲分別指什麼? |
頻寬是每秒可傳多少位元,延遲是第一個位元到達所需時間 |
| 二進位前綴 |
100 Mbps 的 M 是 10 的幾次方? |
網絡頻寬用 10 的 6 次方,不是 2 的 20 次方 |
02 課堂流程(45 分鐘)
| 時間 |
環節 |
導師做什麼 |
學生做什麼 |
| 0–5 分鐘 |
先備快檢 |
抽問 bit 與 byte、頻寬與延遲、M 的意義 |
口頭答,錯的寫在筆記 |
| 5–17 分鐘 |
第一幕:拓撲是成本與風險的取捨 |
畫 8 節點的星形與網狀,即場數線 |
跟畫,自己數一次 |
| 17–32 分鐘 |
第二幕:三種傳輸媒介 |
用速度、距離、抗干擾三欄比較,舉校園例子 |
填表並講出選擇理由 |
| 32–42 分鐘 |
第三幕:頻寬計時間 |
示範 250 MB 在 100 Mbps 與 1 Gbps 的計算 |
自己算一次並核對單位 |
| 42–45 分鐘 |
綜合練習 |
派三題混合題(拓撲+媒介+計算) |
逐題寫出算式與單位 |
| 45–45 分鐘 |
離場檢查 |
問三條離場題並記錄 |
口頭答,錯的列入下堂熱身 |
03 講解腳本(照著說就可以)
第一幕:第一幕:拓撲是成本與風險的取捨
先在白板畫 8 個節點。星形:全部接去中央交換機,所以線數等於節點數,即 8 條;網狀:每兩點一條,公式 n(n−1)/2,即 8×7/2=28 條。
再問風險:星形中央壞掉,全網停;網狀一條線壞,仍然通,而且 28 條線中壞一條只影響 25% 連線。所以答案永遠是「視乎成本與可靠性要求」,不是「網狀最好」。
最常見誤解框:以為網狀一定有備援路線。只有部分網狀(partial mesh)才會有節點只接一條線。
要求學生複述:星形線數等於節點數,網狀是 n 乘 n 減一除二。
第二幕:第二幕:三種媒介看三個維度
比較表只有三欄:速度、距離、抗干擾。雙絞線便宜、100 米內、易受電磁干擾;光纖快、可以幾公里、不受電磁干擾但貴且易斷;Wi-Fi 方便、受牆與頻道干擾、共享頻寬。
校園場景:教員室桌面電腦用雙絞線(固定、便宜);兩座大樓之間用光纖(距離長、抗干擾);禮堂臨時連線用 Wi-Fi(不需拉線)。
最常見誤解框:以為 Wi-Fi 一定比有線慢。近距離、單一用戶時 Wi-Fi 可以很快,問題是共享與干擾,不是技術上限。
要求學生複述:選媒介要同時講速度、距離、抗干擾三樣。
第三幕:第三幕:頻寬計時間只有一條式
公式:時間等於資料量(bit)除頻寬(bit/s)。250 MB 先乘 8 得 2000 Mbit,再除 100 Mbps 得 20 秒;改 1 Gbps 就是 2 秒。
再講實際情況:頻寬使用率 60% 時,有效頻寬只剩 60 Mbps,時間變成 33.3 秒;還要加延遲與重傳。
最常見誤解框:把 MB 直接除 Mbps 得 2.5,單位換錯令答案細八倍。
要求學生複述:MB 先乘八變 Mbit,才可以除頻寬。
04 必教題型與步驟
| 題型 |
例子 |
步驟 |
答案 |
| 拓撲連線數計算 |
8 個節點的網狀網絡需要幾多條線? |
①n(n−1)/2 ②代入 ③寫單位條 |
28 條 |
| 故障影響分析 |
星形網絡中央交換機故障 |
①判斷受影響範圍 ②講全網停 ③提替代方案 |
全網斷線,需備用交換機 |
| 媒介選擇解釋 |
兩座大樓相距 800 米 |
①距離超雙絞線上限 ②選光纖 ③講抗干擾 |
光纖,因為超過 100 米且要抗干擾 |
| 傳輸時間計算 |
250 MB 在 100 Mbps 下 |
①乘 8 ②除頻寬 ③寫秒 |
20 秒 |
合理性檢查(一定要教):合理性檢查:網狀線數一定大於星形(28 大於 8),算出相反就是公式用錯;傳輸時間一定要先乘 8,答案細八倍就是漏了 byte 轉 bit;高速頻寬的時間一定短過低速(2 秒 短於 20 秒),方向反了就是分母放錯;媒介答案一定要有理由(距離/干擾/成本),只寫「光纖好些」不算答題。
05 獨立練習三題
| 題目 |
答案 |
想觀察什麼 |
| 8 個節點的星形與網狀各需幾多條線?相差幾多倍? |
星形 8 條、網狀 28 條,相差 3.5 倍 |
有無用公式而不是逐條數 |
| 250 MB 在 1 Gbps 下的理論傳輸時間。 |
2 秒 |
有無先乘 8 |
| 一間學校要連接兩座相距 1.2 公里的大樓,選什麼媒介並講兩個理由。 |
光纖:距離超雙絞線 100 米上限、不受電磁干擾 |
有無講出兩個理由而非一個 |
06 學生常見錯誤與糾正句
| 錯誤 |
學生通常這樣寫 |
導師這樣說 |
| MB 直接除 Mbps |
250 除 100 得 2.5 秒 |
MB 要乘 8 變 Mbit 才除得,唔乘就細咗八倍。 |
| 網狀線數用 n 平方 |
8 平方得 64 條 |
網狀係 n 乘 n 減一除二,唔係平方;平方會計多咗雙倍。 |
| 以為網狀必然有備援 |
任何網狀節點都有兩條路 |
部分網狀有節點只接一條線,要講明係 full mesh 才有完整備援。 |
| 媒介選擇只講快 |
答「光纖最快所以用光纖」 |
要講距離同干擾:雙絞線過 100 米就唔穩定,呢個才係選光纖嘅原因。 |
07 家課建議(直接指到練習卷題號)
- 本章重做 重做三題,每題寫齊公式、代入、單位
- ICT 科章節索引 揀「IP 位址與子網劃分」一章,把子網數與可用主機數各算一次
- 自製公式卡 寫三條式:網狀線數、傳輸時間、可用主機數,各附一個例子
08 離場檢查(最後 5 分鐘)
| 題目 |
答案 |
判定 |
| 星形與網狀的線數公式 |
星形 n(8 條),網狀 n(n−1)/2(28 條) |
答不出即重講第一幕 |
| 250 MB 在 100 Mbps 要幾久 |
20 秒 |
答 2.5 秒即重講第三幕 |
| 跨大樓 1 公里用什麼媒介、為什麼 |
光纖,超過雙絞線 100 米且抗干擾 |
答 Wi-Fi 即重講第二幕 |
09 導師常問
考試要不要背線數公式?
網狀 n(n−1)/2 常考,星形就是節點數,兩條都要記。
無線媒介要不要計干擾?
要,解釋選擇時講干擾與共享頻寬會加分。
實際時間為何比理論長?
有延遲、重傳、其他用戶共享,理論值只是下限。
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