第02章数据通信的基础知识2
计算机网络题目及答案
第一章引论1、计算机网络的发展可划分为哪几个阶段每个阶段各有何特点P1-9（重点）2、什么是计算机网络P11-123、利用计算机网络可以共享哪些资源P124、计算机网络与分布式计算机系统之间的区别和联系是什么P135、计算机网络由哪些部分组成，什么是通信子网和资源子网试述这种层次结构观的特点以及各层的作用。
P136、可以从哪些角度对计算机网络进行分类P14-177、什么是耦合度按耦合度不同，如何区分计算机网络和其他计算机系统P128、比较计算机网络的几种主要拓扑结构的特点和适用场合。
P14-16（重点）9、设有5个路由器要连接成一个点到点的通信子网。
在每对路由器之间可以使用一条高速线路、中速线路、低速线路或不设置线路。
如果生成和检查每一种拓扑结构需要100ms的计算时间，则需要多长时间才能查完所有可能的拓扑结构参考答案：n*(n-1)/2=5*4/2=1010*100=1000ms=1s10、局域网、城域网和广域网的主要特征是什么P1611、总线型结构是否适合于广域网，为什么参考答案：不适合。
总线型拓扑结构只适合采用广播式通信方式，而由于广域网规模过大，连接节点数量过大无法使用广播式通信方式。
第二章数据通信基础知识1、简述数据通信系统的主要组成部分。
P23-242、说明模拟数据和数字数据以模拟信号或数字信号传输时使用的方法。
P263、如何利用话音通道传输计算机数据P25-264、调制解调器的解调部分与编码解码器的编码部分都是将模拟信号转换成数字信号，二者有区别吗参考答案：（1）编码器接受任意的模拟信号，并从它产生数字信号。
而解调器只接受调制了的正弦（或余弦）波，产生数字信号。
（2）调制解调器的调制和解调不会失真,信号没有损失,过程可逆。
编码器的编解码允许一定程度的信号失真,如视频信号的编码解码。
5、信道的通信方式有哪几种在实际的网络中，最常用的是哪种方式为什么P276、请比较基带传输和宽带传输的概念和传输过程。
规程特性指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序22数据通信
比特率Rb和波特率RB统称为系统的传输速率。 在不同的信号调制系统中，每个码元所载的比特是不同的。
例如，二进制数字传输中一个码元可携带一个bit，八进制数 字传输中，一个码元可载三个bit。 一般而言，每个码元脉冲可代表log2M个M进制bit。即，比特 率与波特率的关系为 Rb = RB log2M bps 例：如M=4， RB =1200Baud，则信息传输速率 Rb = 1200 log24 = 2400 bps
第2章 物 理 层
2.1 物理层的基本概念 2.2 数据通信的基础知识 2.3 物理层下面的传输媒体 2.4 模拟传输与数字传输 2.5 信道复用技术 2.6 同步光纤网SONET和同步数字系列SDH 2.7 物理层标准举例
2.1 物理层的基本概念
物理层是向数据链路层提供服务的，它的主要任务描 述为确定与传输媒体的接口的一些特性，即：
输出信号波形 (失真不严重)
实际的信道 （带宽受限、有噪声、干扰和失真）
输入信号波形
输出信号波形 (失真严重)
奈氏（Nyquist）准则
理想低通信道的最高码元传输速率 = 2W Baud W 是理想低通信道的带宽，单位为赫(Hz)
每赫带宽的理想低通信道的最高码元传输速率是每秒 2个码元。
Baud 是波特，是码元传输速率的单位，1 波特为每秒 传送1个码元。
模拟的和数字的数据、信号
模拟数据 模拟数据 数字数据 数字数据
放大器 调制器
PCM 编码器
调制器
数字 发送器
模拟信号 数字信号 模拟信号 数字信号
02-GSM基础知识普及
编号计划
在GSM系统中，出于识别的目的，定义了如下的一些编号： 为了确定GSM移动用户： 永久性编码： IMSI MSISDN 临时性编码： LMSI TMSI MSRN HON
编号计划
为了识别NSS网络组件： MSC Number VLR Number HLR Number 为了识别位置区： LAI 为了识别BSS网络组件： CGI BSIC
HLR的功能 HLR的功能
归属用户位置寄存器(HLR)是GSM系统的中央数据库，存储该 HLR控制的所有存在的移动用户的相关信息. 所有移动用户的重要数据都存储在HLR中.包括用户识别号码， 访问能力、用户类别和补充业务等数据，HLR也存储部分漫游 移动用户所在MSC区域的有关动态数据.
AUC的功能 AUC的功能
主要接口（Um接口） 接口） 主要接口（Um接口
Um 接口（空中接口）定义为移动台与基站收发信台（BTS） 之间的通信接口，用于移动台与GSM系统的固定部分之间的互 通. 其物理链接通过无线链路实现. 传递的信息包括无线资源管理，移动性管理和接续管理等.
计算机网络基础习题测试
计算机网络基础习题测试第一章计算机网络概论1.单项选择题1在计算机网络发展过程中，（）对计算机网络的形成与发展影响最大。
A.OCTOPUSB.ARPANETC.DATAPACD.Newhall2目前计算机网络的定义是从（）的观点而来的。
A.广义B.狭义C.资源共享D.用户透明3在计算机网络中完成通信控制功能的计算机是（）。
A.通信控制处理机B.通信线路C.主计算机D.终端4目前，实际存在与使用的广域网基本都是采用（）。
A.总线型拓扑B.环型拓扑C.星型拓扑D.网状型拓扑5（）是指在有限地理范围（例如一幢大楼、一个单位或部门）内，将各种计算机与外设互连起来的网络。
A.广域网B.城域网C.局域网D.公用数据网6（）是指为网络数据交换而制定的规则、约定与通信标准。
A.接口B.层次C.体系结构D.网络协议7在OSI参考模型中，（）负责使分组以适当的路径通过通信子网。
A.网络层B.传输层C.数据链路层D.表示层8在OSI参考模型中，网络层的数据服务单元是（）。
A.比特序列B.分组C.报文D.帧9在TCP/IP参考模型中，与OSI参考模型的传输层对应的是（）。
A.主机-网络层B.应用层C.传输层D.互联层10在TCP/IP协议中，UDP协议是一种（）协议。
A.传输层B.互联层C.主机-网络层D.应用层2.简答题11计算机网络的发展可以划分为几个阶段？每个阶段都有什么特点？12按照资源共享的观点定义的计算机网络应具备哪几个主要特征？13通信子网与资源子网的联系与区别是什么？14局域网、城域网与广域网的主要特征是什么？15计算机网络采用层次结构的模型有什么好处？16ISO在制定OSI参考模型时对层次划分的原则是什么？17请描述在OSI参考模型中数据传输的基本过程。
18请比较OSI参考模型与TCP/IP参考模型的异同点。
第二章数据通信基础1.单项选择题1（）是指在一条通信线路中可以同时双向传输数据的方法。
A.单工通信B.半双工通信C.全双工通信D.同步通信2在常用的传输介质中，带宽最宽、信号传输衰减最小、抗干扰能力最强的一类传输介质是（）。
第2章习题解答
第二章习题解答2.01 试给出数据通信系统的基本模型并说明其主要组成构件的作用。
答：1）信源和信宿信源就是信息的发送端，是发出待传送信息的设备；信宿就是信息的接收端，是接收所传送信息的设备，在实际应用中，大部分信源和信宿设备都是计算机或其他数据终端设备(data terminal equipment，DTE)。
2）信道信道是通信双方以传输媒体为基础的传输信息的通道，它是建立在通信线路及其附属设备(如收发设备)上的。
该定义似乎与传输媒体一样，但实际上两者并不完全相同。
一条通信介质构成的线路上往往可包含多个信道。
信道本身也可以是模拟的或数字方式的，用以传输模拟信号的信道叫做模拟信道，用以传输数字信号的信道叫做数字信道。
3）信号转换设备其作用是将信源发出的信息转换成适合于在信道上传输的信号，对应不同的信源和信道，信号转换设备有不同的组成和变换功能。
发送端的信号转换设备可以是编码器或调制器，接收端的信号转换设备相对应的就是译码器或解调器。
2.02 试解释以下名词：数据，信号，模拟数据，模拟信号，数字数据，数字信号。
答：数据：通常是指预先约定的具有某种含义的数字、符号和字母的组合。
信号：信号是数据在传输过程中的电磁波的表示形式。
模拟数据：取值是连续的数据。
模拟信号：是指幅度随时间连续变化的信号。
数字数据：取值是离散的数据。
数字信号：时间上是不连续的、离散性的信号2.03 什么叫传信速率？什么叫传码速率？说明两者的不同与关系。
答：传信速率又称为比特率，记作R b，是指在数据通信系统中，每秒钟传输二进制码元的个数，单位是比特/秒（bit/s,或kbit/s或Mbit/s）。
传码速率又称为调制速率、波特率，记作N Bd，是指在数据通信系统中，每秒钟传输信号码元的个数，单位是波特（Baud）。
若是二电平传输，则在一个信号码元中包含一个二进制码元，即二者在数值上是相等的；若是多电平（M电平）传输，则二者在数值上有R b=N Bd×log2 M的关系。
中职《计算机网络基础》教案2数据通信传输
数据通信的数据传输方式
媒体教具(或主要工具材料等)
教师讲解、演示、提问；
教学过程
修改栏（时间分配）网络通讯中的一些普通关键词引入新课
讲授新课：（多媒体幻灯片演示或板书）
第二章数据通信基础
2．1数据通信的基本概念
2.1.1信息和数据
1．信息
信息是对客观事物的反映,可以是对物质的形态、大小、结构、性能等全部或部分特性的描述，也可表示物质与外部的联系。信息有各种存在形式。
5．通道的传播延迟：信号在信道中传播，从信源端到达信宿端需要一定的时间，这个时间叫做传播延迟（或时延）。
2.1.5带宽与数据传输率
1.信道带宽
信道带宽是指信道所能传送的信号频率宽度，它的值为信道上可传送信号的最高频率减去最低频率之差。带宽越大，所能达到的传输速率就越大，所以通道的带宽是衡量传输系统的一个重要指标。
2.2.3数据传输方式
数据传输方式依其数据在传输线原样不变地传输还是调制变样后再传输，可分为基带传输、频带传输和宽带传输等方式。
1.基带传输、2.频带传输、3.宽带传输
作业布置
1.什么是信息、数据？试举例说明它们之间的关系。
2.什么是信道？常用的信道分类有几种？
3.什么是比特率？什么是波特率？请举例说明两者之间的联系和区别。
2．数据
信息可以用数字的形式来表示，数字化的信息称为数据。数据可以分成两类：模拟数据和数字数据。
2.1.2信道和信道容量
1．信道
信道是传送信号的一条通道，可以分为物理信道和逻辑信道。
物理信道是指用来传送信号或数据的物理通路，由传输及其附属设备组成。
逻辑信道也是指传输信息的一条通路，但在信号的收、发节点之间并不一定存在与之对应的物理传输介质，而是在物理信道基础上，由节点设备内部的连接来实现。
第02章-数据通信-计算机网络应用技术教程(第5版)-吴功宜-清华大学出版社
接收站 接收站
计算机网络应用技术教程（第五版）
2.3 数据编码技术
• 数据编码类型 • 模拟数据编码方法 • 数字数据编码方法 • 脉冲编码调制方法
计算机网络应用技术教程（第五版）
2.3.1 数据编码类型
数据编码方法
模拟数据编码 数字数据编码
γ-射线
可见光 紫外线
f(Hz) 104 105 106 107 108 109 1010 1011 1012 1013 1014 1015 1016
双绞线
卫星通信
光纤
同轴电缆
地面微波通信
无线电(AM) 无线电(FM)
电视频道
频段
LF MF HF VHF UHF SHF EHF THF
计算机网络应用技术教程（第五版）
计算机网络应用技术教程（第五版）
双绞线的结构与类型
铜线 绝缘层 外屏蔽层 外部保护层
铜线
(a)屏蔽双绞线
绝缘层
外部保护层
(b)非屏蔽双绞线
计算机网络应用技术教程（第五版）
同轴电缆的结构
内导体 绝缘层 外屏蔽层
外部保护层
计算机网络应用技术教程（第五版）
光纤的结构
光纤
包层
外部保护层
计算机网络应用技术教程（第五版）
输要求数据通信系统具有高速率与低延时的特性 • 如果每帧图像由1024×768个点阵组成，图像颜色
有256种，每个点阵用1字节二进制数表示，每秒钟 传送30帧图像，则每秒需要传送235,929,601字节 • 如果传送数字化的语音信号，每秒钟对语音信号进 行22,050次取样，每次取样值用1字节表示，单声 道每秒钟需要传送22,050字节；双声道立体声每秒 钟需要传送44,100字节 • 多媒体技术在网络中的应用，将对数据通信系统提 出更高要求
数据通信基础 习题与答案
第二章数据通信基础习题与答案一、判断题1.（√）计算机中的信息都是用数字形式来表示的。
2.（√）信道容量是指信道传输信息的最大能力，通常用信息速率来表示，单位时间内传送的比特数越多，表示信道容量越大。
3.（×）波特率是指信息传输的错误率，是数据通信系统在正常工作情况下，衡量传输可靠性的指标。
4.（×）在单信道总线型网络中，带宽=信道容量×传输效率。
5.（√）在共享信道型的局域网中，信号的传播延迟或时延的大小与采用哪种网络技术有很大关系。
6.（√）DTE是指用于处理用户数据的设备，是数据通信系统的信源和住宿。
7.（√）DCE是数据通信设备，是介于数据终端设备与传输介质之间的设备。
8.（×）Modem属于DTE。
9.（√）在单工通信的两个节点中，其中一端只能作为发送端发送数据不能接收数据，另一端只能接收数据不能发送数据。
10.（√）在半双工通信的双方可以交替地发送和接收信息，不能同时发送和接收，只需要一条传输线路即可。
11.（×）在全双工通信的双方可以同时进行信息的发送与接收，只需要一条传输线路即可。
12.（√）在局域网中，主要采用的是基带数据传输方式。
13．（√）信道带宽的单位是赫兹。
14．（×）数据通信系统主要技术指标中的信道容量＝吞吐量×传输效率。
15．（×）比特率和波特率是两个相同的概念。
16．（√）基带传输与宽带传输的主要区别在于数据传输速率不同。
17．（√）分组交换是以长度受到限制的报文分组为单位进行传输交换的。
18．（√）电路交换有建立连接、传输数据和拆除连接三个通信过程。
19．（√）分组交换比电路交换线路利用率高，但实时性差。
20．（√）ATM(即异步传输模式)是一种广域网主干线常采用的技术。
21．（√）数据传输率是指单位时间内信道内传输的信息量，即比特率。
22．（×）使用调制解调器进行网络数据传输称为基带传输。
计算机网络与通信(2 数据通信)
2.1 数据通信的概念
11. 时域： 信号是时间的函数—给出了每一时刻信号的振幅值(连续或离散) 特例：周期信号 s(t+T)=s(t),T为常量（周期） 例：正弦波 s(t)=Asin(2πft+φ)
12. 频域：信号是频率的函数——信号由多个频率组成 其它频率都为某个频率的整数倍时，最小的频率称为基频。 整个信号的周期（频率）等于基频的周期（频率）。 任何信号都可看成是由各种频率成分组成的，每个频率成分都 是正弦波。 13. 频谱：信号的频率范围（分布）。
2.1 数据通信的概念
增大传输距离的方法
数字传输：中继方式（中继器） 模拟传输：放大方式（放大器） 数字传输的优点： ①设备简单：只需处理0、1，优化信道设计 ②传输质量高，出错率低 ③增大通信能力 ④便于统一多种网络 数字传输现在还不能用于远距离卫星通信。
2.1 数据通信的概念
2.1.4 基带传输与频带传输 1. 基带传输 基带：未经调制变换的信号所占的频带。 基带信号：高限频率与低限频率之比远大于 1 的信号。 基带传输：不搬移基带信号频谱的传输方式 • 基带数字信号的频谱从0开始。 • 为了经济地利用频带，通常需要作一些 码型变换。
课堂练习
1000Mbps以太网上的主机A要连续发送两 个长度为5000比特的分组给主机B,其路径 上有一个存储转发交换机, 假定每条链路的 传播延迟为10μs,并且交换机在接收完分组 后立即开始转发分组,求从A开始发送数据 到B接收完数据的总时延。
往返时延
• 往返时延 RTT (Round-Trip Time) 表示从发 送端数据送到链路开始，到发送端收到来 自接收端的确认（接收端收到数据后立即 发送确认），总共经历的时延。
2.1 数据通信的概念
数据通信与网络重点总结
《数据通信与计算机网络》复习要点第1章概述1．以数字信号来传送消息的通信方式称为数字通信，而传输数字信号的通信方式称为数字通信系统。
2．数据通信包括数据传输、数据交换和数据处理。
3．数据通信网络按照覆盖的物理范围可分为广域网、局域网和城域网。
4．计算机网络是通信技术与计算机技术密切结合的产物。
5．计算机网络已经历了由单一网络向互联网发展的过程。
6．计算机网络具有三个主要的组成部分(三大组成要素)，即①能向用户提供服务的若干主机；②由一些专用的通信处理机（即通信子网中的结点交换机）和连接这些结点的通信链路所组成的一个或数个通信子网；③为主机与主机、主机与通信子网，或者通信子网中各个结点之间通信而建立的一系列协议。
7．计算机网络按通信方式分为广播网络和点到点网络。
8．计算机网络主要性能指标，包括速率、带宽、吞吐量、时延、时延带宽积和利用率。
9．OSI模型有七个层次，分别是：(7)应用层；(6)表示层；(5)会话层；(4)运输层；(3)网络层；(2)数据链路层；(1)物理层10．因特网使用的TCP/IP参考模型的四个层次是：应用层、传输层、互联网层、网络接入层。
11．协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。
协议的语法定义了所交换信息的结构或格式；协议的语义定义了源端和目的端所要完成的操作。
12．服务指同一开放系统中某一层向它的上一层提供的操作，但不涉及这些操作的具体实现。
13．面向连接服务具有连接建立、数据传输和连接释放三个阶段。
14．标准是由标准化组织、论坛以及政府管理机构共同合作制订的。
标准可分为两大类：法定标准和事实标准。
一．数据通信网络由哪些部分组成？答：从系统设备级的构成出发，可以认为数据通信系统由下面三个子系统组成：（1）终端设备子系统，由数据终端设备及有关的传输控制设备组成。
（2）数据传输子系统，由传输信道和两端的数据电路终接设备组成。
（3）数据处理子系统，指包括通信控制器在内的电子计算机。
《计算机网络》谢希仁第二章物理层复习资料
第二章物理层2.1 物理层的基本概念用于物理层的协议也常称为物理层规程物理层的主要任务：确定与传输媒体的接口有关的一些特性∙机械特性∙电气特性∙功能特性∙过程特性数据在计算机内部多采用并行传输方式，但数据在通信线路（传输媒体）上的传输方式一般都是串行传输。
2.2 数据通信的基础知识2.2.1数据通信系统的模型由原系统（发送端、发送方）、传输系统（传输网络）和目的系统（接收端，接收方）组成信号的分类：模拟信号（连续信号）：代表消息的参数的取值是连续的。
数字信号（离散信号）：代表消息的参数的取值是离散的。
2.2.2有关信道的几个基本概念双方信息交互的方式●单工通信（单项通信）●双半工通信（双向交替通信）●全双工通信（双向同时通信）来自信源信号常称为基带信号（即基本频带信号）调制：基带调制（编码）：数字信号->数字信号带通调制（需要使用载波）：数字信号->模拟信号常用编码方式●不归零制：正电平代表1，负电平代表0●归零制：正脉冲代表1，负脉冲代表0●曼切斯特编码（常用）：位周期中心的向上跳变代表0，向下跳变代表1.●差分曼切斯特编码：在每一位中心处始终都有跳变。
位开始边界有跳变代表0，没有跳变代表1.基本的带通调制方法：⏹调幅（AM）⏹调频（FM）⏹调相（PM）2.2.3信道的极限容量奈氏准则(理想条件下）：在任何信道中，在任何信道中，码元传输的速率是有上限的，否则就会出现码间串扰的问题，使接收端对码元的判决（即识别）成为不可能。
香农公式(带宽受限、高斯白噪声)指出：信道的极限信息传输速率 C 可表达为C = W log2(1+S) (b/s)W 为信道的带宽（以Hz 为单位）S 为信道内所传信号的平均功率N 为信道内部的高斯噪声功率信噪比=10 log10 (SN) (dB）提高信息传输速率的方法：●提高信道带宽●提高信噪比●提高每个码元携带的信息量2.3 物理层下面的传输媒体2.3.1导引型传输媒体1.双绞线（双扭线）2.同轴电缆50Ω同轴电缆——LAN/数字传输常用70Ω同轴电缆——有线电视/模拟传输常用3.光缆2.3.2非导引型传输媒体1.无线传输2.短波通信3.无线电微波2.4 信道复用技术●频分复用FDM：所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源●时分复用TDM（等时信号）：将时间划分为一段段等长的时分复用帧（TDM 帧）。
数据通信基础知识
数据传输速率
1.4
信道容量
1.5
数据通信系统的主要性能指标
1.6 1.7
数据信号的传输方式 数字数据信号的编码
1.8
多路复用技术
目录
1.9
数据传输介质
1.10 数据通信网
1.1.1 数据通信的基本概念
4
数据是信息的表示形式，是信息的物理表现。所有信息都要用某种形式的数据表 示和传播。例如，“汽车”可以使用文字、声音、图画等数据形式表示。信息是 数据表示的含义，是数据的逻辑抽象。信息不会因数据的表示形式不同而改变。 但在一般情况下并不严格地区分信息与数据，比如把数据帧也叫信息帧，传递数 据也叫传递信息。
代码在顺序传输过程中一般以b1为第一位，b7为最后一位。 为了提高可靠性，常在b7之后附加一位b8用于奇偶校验。
ASCII是当前在数据通信中使用最普遍的一种代码，我国在 1980年颁布的国家标准GBl988-80“信息处理交换用的七位编 码字符集”也是根据ASCII制定的，它与ASCII的差别只在于2/4 位置上，将国际通用货币符号“¤”改为“￥”，在国内通用。
数据通信与计算机网
第1章 数据通信基础知识
1 掌握数据通信的基本概念、数据通信系统的构成。
2
掌握数据通信的数据传输速率、传输方式、信道容量 和性能指标。
学习目标
3 掌握数据通信的传输方式、复用技术和数字编码。 4 了解数据传输介质、数据通信网的构成和分类。
1.1
数据通信概述
1.2
数据传输代码
1.3
2．国际电报2号码
17
国际电报2号码（ITA2）是一种5单位代码，又称波多码，是 起止式电传电报通信中的标准代码。目前在采用普通电传机作为 终端的低速数据通信系统中，仍使用这种代码。
网络技术基础数据通信基础PPT课件
带宽与速度：1.54Mb/s
11
2.2信息及主要特点
1、数据信道和模拟信道
0
1
0
0
1
1
1
0
0
12
数据信道和模拟信道
1、模拟信道传送
13
数字信道传送
数字通信系统的任务是传输数字信息，数 字信息可能来自数据终端设备的原始数据信号， 也可能来自模拟信号经数字化处理后的脉冲编码 信号。 频带信号：指音频模拟信号，即带宽为300Hz3400Hz的普通电话信号。 基带信号：在计算机数据通信中，主要指数字 信号，它是一种矩形波，其分量的频率范围相差 很大。
21
字节级同步
两端每次以字节为单位传输数据，并在字 节两端加特殊记号，作为开始与结束。 优点： 接收方按字节来接收，虽然会出现时钟差 异，但由于字节短，差错较少。 异步机制与同步机制。
22
同步传输与异步传输
同步传输：接收端与发送端具有共同时钟。
方式
位级同步与帧级同步采用同步控制
异步传输：接收端与发送端不需要严格的时间
24
基本概念 信息及其主要特性 传输介质 数据编码 多路复用技术 数据交换技术 差错控制及检错
3
本章学习目标
➢记忆数据通信的基本概念 ➢了解数据通信的主要构成与信息主要特性 ➢记忆主要传输介质的特性 ➢理解数据编码 ➢了解多路复用技术、交换技术 ➢理解差错控制
4
2.1基本概念
通信系统模型
5
(1)信息（Information）是客观事物属性和相互联系特 性的表征，它反映了客观事物的存在形式和运动状态。
(2)数据（Data）一般可以理解为“信息的数字化形式” 或“数字化的信息形式”。狭义的“数据”通常是指具 有一定数字特性的信息，如统计数据、气象数据、测量 数据及计算机中区别于程序的计算数据等。但在计算机 网络系统中，数据通常被广义地理解为在网络中存储、 处理和传输的二进制数字编码。
安徽理工大学精品课程--计算机网络教学大纲
教学大纲适用专业：计算机科学与技术系各专业课程编号：381060413 课程类别：必修课课内学时：64（含实验10学时）开课学期：6一、教学大纲说明（一）课程性质与目的《计算机网络》是计算机科学与技术专业本科生的一门应用性较强的必修课。
通过本课程的学习使学生掌握数据通信的基础知识和计算机网络的基本组成原理；计算机网络的基本概念和相关的新名词及术语；了解计算机网络的发展特点、设计技巧和方法；对常用计算机网络（如Ethernet、Internet）会进行基本的配置和使用。
本课程的目的是：1．使学生对计算机网络从整体上有一个较清晰的了解。
2．对当前计算机网络的主要种类和常用的网络协议有较清晰的概念。
3．学会计算机网络操作和日常管理和维护的最基本方法。
4．初步掌握以TCP/IP协议族为主的网络协议结构。
5．初步培养在TCP/IP协议工程和LAN上的实际工作能力。
6．了解网络新技术的新发展。
（二）课程的基本要求本课程特点和教学基本要求如下：1、计算机网络的概念较多，因此要强调基本概念，而不是过多地讲具体的计算网络中所使用的专用设备。
2、计算机网络的发展非常迅速，新的技术不断出现，因此应尽可能地讲述较新的内容，使所学的内容不致很快地过时。
本课程工程性较强，教学中应使理论联系实际和重视实验环节。
（三）本课程的重点1.计算机网络的基本构成，现存世界上计算机互连网络的主要标准。
TCP/IP协议基本概念。
2.开放式系统和互连模型的概念，横向规程控制信息流和纵向数据流的概念，每一层的基本功能分工，服务和接口的概念。
3.相关技术术语，每一层的具体功能，连接的概念，成帧、装配报文分组、纠错、地址、路由选择和活动窗口的流控制的概念或工作机理。
4.通信子网的组成，调制/解调制、编/解码的概念，TCP/IP规程的主要内容，IEEE802.3协议，组网连接的主要几种方式。
通信子网和高层应用分离的原则，主要物理通信信道的种类及性能，几种重要的信道复用技术，波特率和比特率的概念。
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•单工通信
第02章数据通信的基础知识2
2. 半双工通信
半双工通信是指信号可以沿两个方向传送，但同一时刻一 个信道只允许单方向传送，即两个方向的传输只能交替进行。 当改变传输方向时，要通过开关装置进行切换，如图所示。
半双工信道适合于会话式通信。例如，公安系统使用的 “对 讲机”和军队使用的“步话机”。半双工方式在计算机 网络系统中适用于终端与终端之间的会话式通信。
一般来说，对于采用M进制信号传输信号时，信息速率和码元速率 之间的关系是：
Rb＝RBlog2M
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第02章数据通信的基础知识2
2. 误码率和误比特率 误码率是指码元在传输过程中，错误码元占总传输码
元的概率。在二进制传输中，误码率也称为误比特率。
误码率Pe ＝ 传输出错的码元数/传输的总码元率 误比特率Pb ＝ 传输出错的比特数/传输的总比特数
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第02章数据通信的基础知识2
3. 宽带传输
宽带传输常采用75Ω的同轴电缆（CATV）或光纤作为传输 媒体，宽带为300MHz。使用时通常将整个带宽划分为若干个子 频带，分别用这些子频带来传送音频信号、视频信号以及数字 信号。
因此，可利用宽带传输系统来实现声音、文字和图像的一 体化传输，这也就是通常所说的“三网合一”，三网是指语音 网、数据网和电视网。另外，使用Cable Modem上网就是基于宽 带传输系统实现的。
若进行数据通信的发送端和接收端以双工方式进行通信时，就需 要一个同时具备调制和解调功能的设备，称为调制解调器（Modem）， 这一过程如图所示。
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第02章数据通信的基础知识2
由于模拟信号是具有一定频率的连续的载波波形，可
以用Acos（2πft＋φ）表示，其中A表示波形的幅度，f代
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•并行通信
第02章数据通信的基础知识2
串行通信是指数据以串行方式在一条信道上传输，如图2－7 所示。由于计算机内部都采用并行通信，因此，数据在发送之前， 要将计算机中的字符进行并/串变换，在接收端再通过串/并变换， 还原成计算机的
字符结构，这样才能实
现串行通信。串行通信
的优点是收、发双方只
连接，使用的线路可以是专用线路、租用线路和交换线路，如 图2－8所示。使用租用或交换线路的连接方式，适合于在地理 上比较分散的站点之间传输数据，比如，通过公用电话交换网 实现点－点的连接。
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•图2－8 点到点的线路连接
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2. 多点线路连接
多点线路连接是 指各个站点通过一条 公用通信线路连接， 如图2－9所示。在多 点线路连接方式中， 一条线路被所有的站 点共享，若所有的站 点可以同时发送数据， 则这条线路在空间上 是共享的。
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2.4 数据的编码和调制技术
在计算机中，数据是以离散的二进制“0”、“1”比特序 列方式来表示的。数据的编码方法包括数字数据的编码与调制 和模拟数据的编码与调制，如图所示。
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第02章数据通信的基础知识2
2.4.1 数字数据的调制
典型的模拟通信信道是电话通信信道。它是当前世界 上覆盖面最广、应用最普遍的通信信道之一。传统的电 话通信信道是为传输语音信号设计的，用于传输音频 300～3400Hz的模拟信号，不能直接传输数字数据。为了 利用模拟语音通信的电话交换网实现计算机的数字数据 的传输，必须首先将数字信号转换成模拟信号，也就是 要对数字数据进行调制。
需要一条传输信道，易
于实现，成本低，但速
度比较低。串行通信通 过计算机的串行口得到
•图2－7 串行通信
广泛的应用，而且在远程通信中一般采用串行通信方式。
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2.2.2 通信电路的连接方式
1、点对点的线路连接
• 点对点的连接就是在发送端和接收端之间采用一条线路
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• 信号是数据在传输过程中的电信号的表示形式：分为模拟通信系统与数
字通信系统两种。 • 电话线上传送的为模拟信号（Analog Signal）。模拟信号的电平是连续 变化的，其波形如图（a）所示。 • 计算机中所产生的电信号是用两种不同的电平去表示0、1比特序列的电 压脉冲信号，这种电信号称为数字信号（Digital Signal）。数字信号的波形 如图（b）所示。
宽带传输的优点：一是传输距离远，最远可达几十公里； 二是可同时提供多个信道。但它的技术较复杂，其传输系统的 成本也相对较高。
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2.3 数据传输的同步方式
1、异步方式
在异步传输方式中，每传送1个字符（7或8位）都要在每个字符码前加1个起 始位，以表示字符代码的开始；在字符代码和校验码后面加1或两个停止位，表示 字符结束。接收方根据起始位和停止位来判断一个新字符的开始和结束，从而起到 通信双方的同步作用，如图所示。
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• 多点线路的连接方 式
第02章数据通信的基础知识2
2.2.3 信道的通信方式
按照信号传送方向与时间的关系，信道的通信方式可 以分为单工、半双工和全双工三种。
1. 单工通信
单工方式指通信信道是单向信道，数据信号仅沿一个方向传 输，发送方只能发送不能接收，而接收方只能接收而不能发送， 任何时候都不能改变信号传送方向，如图2－10所示。例如，无 线电广播和电视都属于单工通信。
异步方式的实现比较容易，但每传输一个字符都需要多使用2～3 位，所以适合于低速通信。
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2. 同步方式
通常，同步传输方式的信息格式是一组字符或一个二进制位 组成的数据块（帧）。对这些数据，不需要附加起始位和停止位， 而 是 在 发 送 一 组 字 符 或 数 据 块 之 前 先 发 送 一 个 同 步 字 符 SYN( 以 01101000表示)或一个同步字节（01111110），用于接收方进行 同步检测，从而使收发双方进入同步状态。在同步字符或字节之 后，可以连续发送任意多个字符或数据块，发送数据完毕后，再 使用同步字符或字节来标识整个发送过程的结束，如图所示。
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2.1.4 数据通信的技术指标
1、数据通信速率（传输速率）
传输速率是指数据在信道中传输的速度。它分为两种：码元速率 和信息速率。
码元速率RB：每秒钟传送的码元数，单位为波特/秒（Baud/s）， 又称为波特率。每一个离散值就是一个码元。
信息速率Rb：每秒钟传送的信息量，单位为比特/秒（bit/s），又 称为比特率。
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3. 信道带宽与信道容量
信道带宽是指信道中传输的信号在不失真的情况下所占用 的频率范围，通常称为信道的通频带，单位用赫兹（Hz）表示。 信道带宽是由信道的物理特性所决定的。例如，电话线路的频率 范围在300～3400Hz，则它的带宽范围也在300～3400Hz。
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2、模拟信道与数字信道
模拟信道：能传输模拟信号的信道称之为模拟信道。模拟 信号的电平随时间连续变化。语音信号是典型的模拟信号。如果 利用模拟信道传送数字信号，则必须经过数字与模拟信号之间的 变换（A/D变换器）。调制解调器就是用于完成这种变换的。
数字信道：能传输离散数字信号的信道称为数字信道。离 散的数字信号在计算机中是指由“0”和“1”的二进制代码组成
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2.1.3 通信信道的分类
信道的分类方法，常用的有以下三种： 1、有线信道与无Байду номын сангаас信道
使用有形的媒体作为传输介质的信道称之为有线信 道。它包括电话线、双绞线、同轴电缆、光缆和电力线 等。
无线信道：以电磁波在空间传播方式传送信息的信 道称之为无线信道。它包括无线电、微波、红外线和卫 星通信信道等。
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2.2 数据的通信方式
2.2.1 并/串行通信
并行通信是指数据以成组的方 式在多个并行信道上同时进行传输。
常用的方式是将构成1个字符代 码的几位二进制比特分别通过几个并 行的信道同时传输，比如，并行传输 中一次传送8个比特。并行通信的优 点是速度快，但发送端与接收端之间 有若干条线路，费用高，仅适合于近 距离和高速率的通信。并行通信在计 算机内部总线以及并行口通信中已经 得到广泛应用。
的数 字序列。当利用数字信道传输数字信号时不需要进行变换，而通 常需要进行数字编码。
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3、专用信道和公用信道
专用信道：专用信道是一种连接于用户设备之间的 固定电路，它可以由用户自己架设和向电信部门租用。 专用电路一般用于短距离与数据传输量比较大的网络
公用信道：也称公共交换信道。它是一种通过交换 机转接、为大量用户提供服务的信道。公共电话交换网 就属于公共交换信道。
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2020/11/24
第02章数据通信的基础知识2
第2章 数据通信的基础知识
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第02章数据通信的基础知识2
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本章主要内容:
➢ 基本概念
➢ 数据的传输 ➢ 数据传输的同步方式 ➢ 数据的编码和调制技术 ➢ 数据交换技术 ➢ 信道复用技术 ➢ 传输媒体的类型与特点 ➢ 差错控制技术
平，“1”代表高电平。这种矩形波固有的频带称为基带，矩形
波信号称为基带信号。因此，基带实际上就是数字信号所占用
的基本频带。 2. 频带传输