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第一节 数据通信的基本概念
一、数据 数据是传递信息的实体，通信的目的是交换数据， 数据的表现形式可以是数字、文字、语音、图形或图 像等。为了传送这些数据，首先要将字母、数字、语 音、图形或图像用二进制代码的数据来表示；为了传 输二进制代码的数据，必须将它们用模拟或数字信号 编码的方式表示；数据通信是指在不同计算机之间传 送表示字母、数字、符号的二进制代码0、1比特序列 的模拟或数字信号的过程。 数据可分为：模拟数据、数字数据。 模拟数据是在某个区间内连续的值。如：声音、视 频是强度连续改变的波形。 数字数据则是离散的值。如：整数。
9
协议: 控制报文的收发
e.g., TCP, IP, HTTP, FTP, PPP
因特网: “万网之网”
松散的层次结构 公共的Internet（因特网） vs. 专有的 intranet（内联网） 因特网标准
RFC: Request for comments IETF: Internet Engineering Task Force（因特网工程部）
1二、Leabharlann 号• 信号是数据的电磁或电子的编码。在通信中， 数据变成可在传输介质上传送的信号来发送。 它有两种形式：模拟信号和数字信号。
• 模拟信号：连续变化的电磁波，用电信号模拟 原有信息。
• 数字信号：一系列的电脉冲，直接用两种电平 表示二进制的1和0。
2
二、模拟数据和数字数据通信
模拟数据和数字数据都可以用模拟信号和数字信号来表示和 传输。
6
3．数字数据的数字信号表示 数字数据也可以由数字信号来表示，即用二进制 形式的数字脉冲信号来表示。 为了改变其传播特性，这些脉冲可以有许多不同 的编码格式。常见的编码格式有三种：不归零编码 (NZR)、曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码。 局域网中常采用后两种编码方式。
7
4．模拟数据的数字信号表示 模拟数据也可以用数字信号来表示。可以通过一个编 码译码器进行数字化转换，编码译码器将接收到的直接 表示声音数据的模拟信号进行数字化转换，用二进制位 流来近似表示该信号，而线路的另一端编码译码器再将 二进制位流重新构造为模拟数据。 将模拟数据编码为数字信号的最常见方法是脉冲编码 调制。它以采样定理为基础。采样频率为有效信号最高 频率的两倍。 模拟信号数字化转换过程：取样、电平量化、编码。 声音数据最大为：4000Hz，8000次的采样就能满足 表示声音信号的频率。
4
2．数字数据的模拟信号表示 数字数据也可以用模拟信号表示。要用调制解调 器（MODEM）把二进制信号调制成音频信号（模拟 信号）。 在音频范围内选某一频率的正弦信号（称为载波 ），将数字数据分别对载波的振幅、频率、相位进 行控制，使数字数据“寄载”在载波上去，然后将 携带数字数据的载波在信道上传送，到达接收端后 ，再将数字数据从已调波中取出，提供给接收设备 。 将数字寄载到载波上的过程为调制。 从已调波中取出数字数据的过程为解调。 实现这两个过程的设备称为调制解调器。
模拟数据 （声波）
电话
模拟信号
数字数据
调制解调
模拟信号
模拟数据
编码译码器
数字信号
数字数据
编码
数字信号
3
1．模拟数据的模拟信号表示 一般情况下，模拟数据是时间的函数，并占有一定 的频谱范围。这种数据可以直接用占有相同频谱范围 的电磁波信号来表示。 如：声音数据，频率在20~20KHz。 声音信号的标准频率范围为300~3400Hz。在该范围 内，可以十分清晰地传播声音。电话设备就是按照此 标准运行的。
8
• 模拟传输是用模拟信号传输的。长距离 传输接放大器。
• 数字传输是用数字信号传输的。长距离 传输使用中继器。
• 中继器的引入不会产生累积误差，数字 信号失真小、误码率低、保密性强、速 率高的优点。
• 数字传输是今后数据通信发展的方向。
开放系统互连参考模型（Open System Interconnection， 简称OSI）数据终端设备（DTE）和数据通讯设备（DCE） 高级数据链路控制规程HDLC
综合业务数据网ISDN
协议定义网络实体之间信息收发 的格式和顺序, 以及信息发送和 接收后所需采取的动作 （语法、语义、同步或规则）
ISO提出的工厂自动化 参考模型：公司层、工 厂层、车间层、单元层、 工作站层、设备层。
国家信息基础设施 （National Information Infrastructure，NII)
12
二、网络的拓扑结构
计算机网络的拓扑结构，是指网络中的通信线路和结点间 的几何排序，并以表示网络的整体结构外貌，同时也反映了 各个模块之间的结构关系。
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3．通信控制处理机（CCP）
通信控制处理机也称结点计算机，是主计算机与通信线路 之间设置的计算机，负责通信控制和通信处理工作，如线 路传输控制、差错控制、代码转换、报文的分组与重装、 路径选择和流量控制等。
4．通信设备
是数据传输设备，包括集中器、信号变换器、多路复用器 等。
5．通信线路
通信线路用来连接上述组成部分。通信线路可采用双绞线 、同轴电缆和光纤等有线通信线路，也可采用微波、通行 卫星等无线通信线路。
公用计算机互联网
ChinaNET
中国教育科研网CERNET
中国科学技术网CSTNet
国家公用经济信息通信网
络（金桥网）
(CHINAGBN)
10
一、计算机网络的基本组成
计算机网络主要由主机系统、终端系统、通信控制处理机和 通信设备经通信线路连接组成。
1．主机（HOST） 主机是计算机网络中承担数据处理的计算机系统，可以是微 型机、小型机、中型机或大型机系统，也可以是多机系统，是 计算机网络的重要资源。 2．终端 终端是用户进行网络操作时使用的设备，是计算机网络面向 用户的窗口。终端的种类很多，常用的有交互式终端、批处理 终端、智能终端以及虚拟终端等。
5
数字信号与模拟信号的转换
根据载波 Asin(t + )的三个特性：幅度、 频率、相位，产生常用的三种调制技术：
幅移键控法 Amplitude-shift keying (ASK) 频移键控法 Frequency-shift keying (FSK) 相移键控法 Phase-shift keying (PSK)
一、数据 数据是传递信息的实体，通信的目的是交换数据， 数据的表现形式可以是数字、文字、语音、图形或图 像等。为了传送这些数据，首先要将字母、数字、语 音、图形或图像用二进制代码的数据来表示；为了传 输二进制代码的数据，必须将它们用模拟或数字信号 编码的方式表示；数据通信是指在不同计算机之间传 送表示字母、数字、符号的二进制代码0、1比特序列 的模拟或数字信号的过程。 数据可分为：模拟数据、数字数据。 模拟数据是在某个区间内连续的值。如：声音、视 频是强度连续改变的波形。 数字数据则是离散的值。如：整数。
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协议: 控制报文的收发
e.g., TCP, IP, HTTP, FTP, PPP
因特网: “万网之网”
松散的层次结构 公共的Internet（因特网） vs. 专有的 intranet（内联网） 因特网标准
RFC: Request for comments IETF: Internet Engineering Task Force（因特网工程部）
1二、Leabharlann 号• 信号是数据的电磁或电子的编码。在通信中， 数据变成可在传输介质上传送的信号来发送。 它有两种形式：模拟信号和数字信号。
• 模拟信号：连续变化的电磁波，用电信号模拟 原有信息。
• 数字信号：一系列的电脉冲，直接用两种电平 表示二进制的1和0。
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二、模拟数据和数字数据通信
模拟数据和数字数据都可以用模拟信号和数字信号来表示和 传输。
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3．数字数据的数字信号表示 数字数据也可以由数字信号来表示，即用二进制 形式的数字脉冲信号来表示。 为了改变其传播特性，这些脉冲可以有许多不同 的编码格式。常见的编码格式有三种：不归零编码 (NZR)、曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码。 局域网中常采用后两种编码方式。
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4．模拟数据的数字信号表示 模拟数据也可以用数字信号来表示。可以通过一个编 码译码器进行数字化转换，编码译码器将接收到的直接 表示声音数据的模拟信号进行数字化转换，用二进制位 流来近似表示该信号，而线路的另一端编码译码器再将 二进制位流重新构造为模拟数据。 将模拟数据编码为数字信号的最常见方法是脉冲编码 调制。它以采样定理为基础。采样频率为有效信号最高 频率的两倍。 模拟信号数字化转换过程：取样、电平量化、编码。 声音数据最大为：4000Hz，8000次的采样就能满足 表示声音信号的频率。
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2．数字数据的模拟信号表示 数字数据也可以用模拟信号表示。要用调制解调 器（MODEM）把二进制信号调制成音频信号（模拟 信号）。 在音频范围内选某一频率的正弦信号（称为载波 ），将数字数据分别对载波的振幅、频率、相位进 行控制，使数字数据“寄载”在载波上去，然后将 携带数字数据的载波在信道上传送，到达接收端后 ，再将数字数据从已调波中取出，提供给接收设备 。 将数字寄载到载波上的过程为调制。 从已调波中取出数字数据的过程为解调。 实现这两个过程的设备称为调制解调器。
模拟数据 （声波）
电话
模拟信号
数字数据
调制解调
模拟信号
模拟数据
编码译码器
数字信号
数字数据
编码
数字信号
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1．模拟数据的模拟信号表示 一般情况下，模拟数据是时间的函数，并占有一定 的频谱范围。这种数据可以直接用占有相同频谱范围 的电磁波信号来表示。 如：声音数据，频率在20~20KHz。 声音信号的标准频率范围为300~3400Hz。在该范围 内，可以十分清晰地传播声音。电话设备就是按照此 标准运行的。
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• 模拟传输是用模拟信号传输的。长距离 传输接放大器。
• 数字传输是用数字信号传输的。长距离 传输使用中继器。
• 中继器的引入不会产生累积误差，数字 信号失真小、误码率低、保密性强、速 率高的优点。
• 数字传输是今后数据通信发展的方向。
开放系统互连参考模型（Open System Interconnection， 简称OSI）数据终端设备（DTE）和数据通讯设备（DCE） 高级数据链路控制规程HDLC
综合业务数据网ISDN
协议定义网络实体之间信息收发 的格式和顺序, 以及信息发送和 接收后所需采取的动作 （语法、语义、同步或规则）
ISO提出的工厂自动化 参考模型：公司层、工 厂层、车间层、单元层、 工作站层、设备层。
国家信息基础设施 （National Information Infrastructure，NII)
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二、网络的拓扑结构
计算机网络的拓扑结构，是指网络中的通信线路和结点间 的几何排序，并以表示网络的整体结构外貌，同时也反映了 各个模块之间的结构关系。
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3．通信控制处理机（CCP）
通信控制处理机也称结点计算机，是主计算机与通信线路 之间设置的计算机，负责通信控制和通信处理工作，如线 路传输控制、差错控制、代码转换、报文的分组与重装、 路径选择和流量控制等。
4．通信设备
是数据传输设备，包括集中器、信号变换器、多路复用器 等。
5．通信线路
通信线路用来连接上述组成部分。通信线路可采用双绞线 、同轴电缆和光纤等有线通信线路，也可采用微波、通行 卫星等无线通信线路。
公用计算机互联网
ChinaNET
中国教育科研网CERNET
中国科学技术网CSTNet
国家公用经济信息通信网
络（金桥网）
(CHINAGBN)
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一、计算机网络的基本组成
计算机网络主要由主机系统、终端系统、通信控制处理机和 通信设备经通信线路连接组成。
1．主机（HOST） 主机是计算机网络中承担数据处理的计算机系统，可以是微 型机、小型机、中型机或大型机系统，也可以是多机系统，是 计算机网络的重要资源。 2．终端 终端是用户进行网络操作时使用的设备，是计算机网络面向 用户的窗口。终端的种类很多，常用的有交互式终端、批处理 终端、智能终端以及虚拟终端等。
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数字信号与模拟信号的转换
根据载波 Asin(t + )的三个特性：幅度、 频率、相位，产生常用的三种调制技术：
幅移键控法 Amplitude-shift keying (ASK) 频移键控法 Frequency-shift keying (FSK) 相移键控法 Phase-shift keying (PSK)