数据通信与计算机网络课程
数据通信与计算机网络教学设计
数据通信与计算机网络教学设计一、前言网络技术的快速发展使得现代社会的信息传输更加便捷和快速。
然而，随着互联网的普及，网络安全问题也日益显著。
为了满足职业需求，适应社会发展，现代教育需加强网络安全教学，提高学生的网络安全意识和能力。
从应用角度考虑，本文将介绍数据通信与计算机网络教学设计。
二、目标和要求1. 目标•了解计算机网络的基本概念和体系结构；•熟悉 OSI 模型和 TCP/IP 协议；•熟悉常见的网络设备、拓扑结构和应用。
2. 要求•知道计算机网络的基本概念、术语，可以运用计算机网络的原理和技术解决与计算机网络相关的问题；•熟悉数据通信的基本概念和通信方式，对数据通信技术应用能够正确理解和运用；•掌握 TCP/IP 协议四层协议与 OSI 七层协议模型；•能够较好地理解网络的连接方式和传输媒介；•能够较好地掌握常见的网络设备、拓扑结构和应用。
三、课程教学内容1. 基础课程1.1 计算机网络的基础概念介绍计算机网络的基本概念，如网络类型、网络拓扑结构、网络协议和网络通信基础等。
1.2 OSI 模型介绍 OSI 模型的七层协议以及各层协议应用。
1.3 TCP/IP 协议介绍 TCP/IP 协议的四层协议以及各层协议应用，讨论 TCP/IP 协议的优点和不足。
2. 实践课程2.1 常见网络设备的配置介绍常见的网络设备（如交换机、路由器等）的配置和作用，包括 VLAN、接口配置、路由协议等。
2.2 网络通信的实践应用讨论常见的网络通信实践应用，包括远程登录、Web 网络服务、FTP 文件传输、电子邮件等。
四、教学方法在课程教学中，应采用问题导向和案例教学的方法，结合学生自学、课堂讨论、实验操作等教学方式，提高学生的思考能力和动手实践能力，在培养学生计算机网络应用能力的同时，注重安全意识和安全技能的培养。
五、教学评价应在教学过程中定期进行评价，其中包括学生自评、元评（如考试、作业）和教师评价等。
并针对评价结果调整教学内容和方法，不断完善教学。
数据通信与计算机网之接入网技术介绍课件
移动网络接入技术可以提供高速的数据传输速率， 满足用户高速上网的需求。
移动网络接入技术可以提供高质量的语音和视频 通话，满足用户通信的需求。
接入网技术的挑战 与未来发展
技术挑战
1
带宽需求：随着数 据通信技术的发展， 带宽需求不断增长， 接入网技术需要不 断升级以满足需求。
6
成本问题：接入网 技术需要解决成本 问题，以满足大规 模部署和普及的需
求。
未来发展趋势
F 接入网技术的节能和环保
E
接入网技术的安全性和可靠性
D
接入网技术的智能化和自动化
C
云计算技术的应用
B
物联网技术的发展
A
5G技术的普及和应用
接入网技术在5G时代的应用
5G网络需要更高 速率、更低时延 的接入网技术
05
电力线通信：利用电力线传 输数据，提供经济、便捷的 上网服务
02
光纤接入：通过光纤传输数 据，提供高速、稳定的上网 服务
04
卫星接入：通过卫星传输数 据，提供全球范围内的上网 服务
06
混合接入：结合多种接入技 术，提供稳定、高速的上网 服务
企业网络接入
企业内部网络：实现企业内部各部门之间的信息共享 和协同工作
无线接入技术： 如Wi-Fi、 3G/4G/5G等
卫星接入技术： 如卫星互联网 等
电力线通信技 术：如PLC等
混合接入技术： 如HFC、 FTTN等
接入网技术的发展历程
早期：电话线拨号上网， 速度慢，不稳定
21世纪初：光纤接入技 术（FTTH）逐渐普及， 提供了高速稳定的网络 连接
数据通信与计算机网络
1-6 从系统的功能角度考察，计算机网络有哪两个子网组成？他们各自的功能是什么？计算机网络主要由通信子网和资源子网组成。
通信子网的功能：将各种计算机互连起来，完成数据之间的交换和通信处理。
资源子网的功能：负责全网面向应用的数据处理工作，向用户提供数据处理能力、数据存储能力、数据管理能力、数据输入输出能力以及其他数据资源。
1-9 什么是计算机网络的拓扑结构？计算机网络有哪些拓扑结构？网络拓扑结构是指用传输媒体互连各种设备的物理布局，就是用什么方式把网络中的计算机等设备连接起来。
（与网络有关的一个重要特性就是这个网络的物理或逻辑拓扑结构。
物理拓扑指的是网络的形状——电缆的布线方式。
逻辑拓扑指的是信号从网络的一个点到达另外一个点所采用的路径。
）主要拓扑结构：总线型拓扑，环型拓扑，星型拓扑，网状拓扑，混合型拓扑。
1-11 简单叙述OSI参考模型中各层的主要功能。
答：（1）物理层：在OSI参考模型中，物理层是参考模型的最低层。
该层是网络通信的数据传输介质，由连接不同的节点的电缆与设备共同构成。
物理层的主要功能是：利用传输介质为数据链路层提供物理连接，负责处理数据传输率并监控数据出错率，以便能够实现数据流的透明传输。
（2）数据链路层：在OSI参考模型中，数据链路层是参考模型的第二层。
数据链路层的主要功能是：在物理层提供的服务基础上，数据链路层在通信的实体间建立数据链路连接，传输以“帧”为单位的数据包，并采用控制与流量控制方法，使有差错的物理线路变成无差错的数据链路。
（3）网络层：在计算机网络中，计算机间的通信可能要经过许多中间节点、链路，甚至若干个子网。
网络层的主要功能就是在通信的源节点和目的节点间选择一条最佳路径，使传送的数据分组能正确、无误地到达目的地，同时还要负责网络中的拥塞控制等。
网络层向运输层提供面向连接和无连接两种服务，网络层传送的数据单位是分组或包。
（4）传输层：传输层在会话层的两个实体之间建立传输连接，传输层提供两个端系统之间可靠、透明的数据传送。
数据通信与计算机网络-MAC帧格式
✓ 具备绘制MAC帧结构并正确描述各部分 作用的能力。
01 MAC帧的结构 02 MAC帧的收发流程
➢ MAC 帧的格式
• 以太网 MAC 帧格式有两种标准 ：
– DIX Ethernet V2 标准 – IEEE 的 802.3 标准
实际以太网都是采用以太网 V2 的MAC帧，也把它 称为 IEEE 802.3 标准的 MAC 帧。
检测总线
总线活N 跃？
N
Y 启动Y接收
Y N N
CRC错误
N 接收完成？
Y 帧太小？
N 地址匹配？
Y CRC正确？
Y 有效长度？
Y 接收成功
N 长度错误
➢ 本课小结
1. MAC的结构 2. 无效帧判定； 3. MAC帧的收发流程；
MAC帧不只是添加了首部，还有尾部。
THANK S
对于检查出的无效 MAC 帧就简单地丢弃。 以太网不负责重传丢弃的帧。
01 MAC帧的结构 02 MAC帧的收发流程
➢ 以太网MAC帧发送流程
开始
检测总线
Y 总线忙？
N
发送数据帧
Y
N
有冲突？
冲突加强
冲突次数+1
次数>16？
Y
N
N 发送完？
Y 发送完成
随机延时
出错结束
➢ 以太网MAC帧接收流程
开始
最小长度 64 字节 18 字节的首部和尾部 = 数据字段的最小长度（46字节）
数据字段 46 ~ 1500 字节
字节 6
6
目的地址 源地址
2 类型
IP 数据报
IP 层
46 ~ 1500
数据
数据通信与计算机网络 教学大纲 本专科
《数据通信与计算机网络》教学大纲课程名称：数据通信与计算机网络课程代码：课程类型：专业选修学分：4总学时：64 理论学时：48 实验学时：16先修课程：信号与系统、通信电子线路适用专业：电子信息工程，通信技术一、课程性质、目的和任务数据通信与计算机网络课程属于专业选修课，是一门理论与实践性很强的课程。
教学目的是培养学生对数据通信和计算机网络的基本概念、基本原理有较为全面的理解，能应用原理与技术解决常见数据通信和网络问题的专业人才。
本课程主要任务是使学生了解数据通信及计算机网络技术的发展，掌握数据通信基础知识、计算机网络体系结构、网络技术、无线网络等内容。
二、教学基本要求1、知识、能力、素质的基本要求了解数据通信与计算机网络基础知识，正确掌握各种数据传输技术，熟悉计算机网络OSI模型体系结构，理解网络技术常见问题；能够应用数据传输和计算机网络基础知识分析解决实际问题，为数据网络基础设施建设、综合布线技术与工程、网络操作系统、组网技术与工程、网络运行管理以及网络应用等课程的知识学习和技能培养奠定基础，把学生培养成为通信和计算机网络领域具有较高专业素养的专门人才。
2、教学模式基本要求本课程采用理论教学为主，实验教学为辅的教学方式，理论授课方式为课堂讲授和多媒体辅助演示，实验主要采用Systemview和Matlab仿真。
三、教学内容及要求第一章数据通信与计算机网络概述1、掌握通信系统模型。
2、掌握模拟通信、数字通信和数据通信基本概念。
3、理解数据通信系统及网络、计算机网络体系结构及模型。
4、了解国家标准及其制定及计算机网络发展趋势。
第二章数据通信基础知识1、掌握信息、信号、数据概念，理解传输方式和传输速率。
2、了解数据传输损伤额传输质量、通信编码。
3、熟悉传输信道及各种传输介质。
第三章数据传输技术1、掌握数字基带传输技术、数字频带传输技术、脉冲编码调制技术、信道访问技术。
2、掌握信道复用技术、扩频技术、同步控制技术、数据交换技术、差错控制技术。
《数据通信与计算机网络》电子教案第1章 计算机网络基础
网络和现代通信技术基础——计算机网络的概述
18
1.5
计算机网络的拓扑结构
计算机网络的拓扑结构 ： •是指计算机网络的硬件系统的连接形式即网络的硬件 布局，通常用不同的拓扑来描述对物理设备进行布线 的不同方案。 最常用的网络拓扑有： •总线型 •环型 •星形 •网状 •混合
网络和现代通信技术基础——计算机网络的概述
2.
自主计算机其实就是指具有独立功能的计算机。如果一台计算 机脱离了网络或其它计算机就不能工作，则不是自主的。
网络和现代通信技术基础——计算机网络的概述
11
1.2 计算机网络的分类
分类标准：
分类标准 物理范围 网络名称 局域网、城域网、广域网
管理方法
网络操作系统 网络协议
基于客户机/服务器的网络、对等网
19
1.5
计算机网络的拓扑结构
工作站
工作站
服务器
集线器
打印机 工作站 工作站
总线型
星形
工作站 工作站 服务器
工作站
打印机
环型
工作站信技术基础——计算机网络的概述
1.6
计算机网络体系结构简介
1.6.1 协议和体系结构的概念 协议原为外交辞令，据说是为了在国与国之间进行 顺利交流而规定的约束事项(规则)。 我们平时进行交流时都要遵循一定的规则: •在法庭，双方必须按照一定的次序轮流发言； •开车时，转弯必须打出信号来通知周围的车辆； •驾驶飞机时，飞行员遵照一种制定得非常详细的标 准来和其他飞机通信，以维护空中的交通；
Windows网络、Netware网络、UNIX网络 NETBEUI网络、IPX/SPX网络、 TCP/IP网络等
拓扑
体系结构
数据通信与计算机网络基础PPT课件
4 工业控制网络的节点
三、执行器与驱动器 • 台达伺服驱动器 • RS-232接口 • RS-485接口 • Modbus协议 • CANopen通信口
差错控制的主要目的是减少通信信道的传输 错误，差错控制的方法是对发送的信息进行控制 编码。
差错控制编码可分为检错码和纠错码，检错码 是能自动发现差错的编码，纠错码是不仅能自动 发现差错而且能自动纠正差错的编码。
3 传输差错及其检测
一、奇偶校验码
1. 纵向奇偶校验码 2. 横向奇偶校验码 3. 纵横奇偶校验码
数据通信与计算机网络基础
1 数据通信系统概述 2 数据编码技术 3 传输差错及其检测 4 工业控制网络的节点 5 通信传输介质 6 网络拓扑结构 7 网络传输介质的访问控制方式 8 OSI参考模型
1 数据通信系统概述
控制网络是一类特殊的局域网，既有局域网 的基本特征，也有控制网络固有的技术特征
现场总线==控制领域的计算机局域网络
1. 幅移键控法ASK 2. 频移键控法FSK 3. 相移键控法PSK
2 数据编码技术
二、数字数据的数字信号编码 1. 单极性不归零码 2. 双极性不归零码 3. 单极同步方式 1. 位同步
（1）外同步法 （2）自同步法
2 数据编码技术
三、数字同步方式
4 工业控制网络的节点
四、人机界面 • 台达触摸屏 • RS-232接口 • RS-485接口 • 以太网接口 • Modbus协议 • MCGS
4 工业控制网络的节点
五、网络互联设备 1. 网络接口卡 2. 中继器 3. 集线器 4. 网桥 5. 交换机 6. 路由器 7. 网关
数据通信与计算机网络教案
本章学习目标＊理解计算机网络的基本概念＊了解计算机网络的基本功能*理解LAN、MAN和WAN的组成和功能＊掌握常见的网络拓朴结构及特点*理解OSI参考模型的基本结构＊理解TCP/IP模型的基本组成主要学习内容：1.1 计算机网络的发展过程1。
2 计算机网络的组成1.3 计算机网络的功能1。
4 计算机网络的分类1.5 计算机网络的拓朴结构1。
6 计算机网络的标准及相关标准化组织1.1 计算机网络的发展过程计算机网络是计算机技术和通信技术的产物.网络的雏形：多终端的大型机。
以共享资源为目的的计算机网络：基于个人计算机的局域网：标准化网络：基于OSI/RM七层参考模型的网络Internet简介因特网的演进：1969-1983 研究试验阶段1983—1994 因特网在教育科研领域广泛使用的实用阶段1994—现在商业化发展阶段重要历史事件:计算机网络定义:计算机网络是自主计算机的互联集合。
互联可以通过电缆(电话线、网线或光纤等)来实现，也可以采用无线连接,使用无线电信号、激光或红外技术、或者卫星传输。
总之，两台计算机如果能互相交换信息即称为互联。
自主计算机其实就是指具有独立功能的计算机。
如果一台计算机脱离了网络或其它计算机就不能工作，则不是自主的。
1。
2 计算机网络的组成计算机网络的硬件组成:通信子网和资源子网：在整个计算机网络中总会有一部分是用来对信息进行传递的,对于网络中的这部分我们称之为通信子网。
网络的另一个重要作用就是提供各种服务。
在网络中由资源子网来完成这些功能。
1。
3 计算机网络的功能核心问题是资源共享。
其目的是让网络上的用户无论资源的物理位置在哪里，都能使用网络中的程序、设备，尤其是数据。
这样可以使用户解脱“地理位置的束缚"，同时带来经济上的好处.第二个功能是依靠可替代的资源来提高可靠性。
网络的另一个目的是可扩充性，即当工作负荷加大时，只要增加更多的处理器，就能逐步改善系统的性能。
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数据通信与计算机网络课程
数据通信与计算机网络课程是计算机科学与技术、电子信息工程等专业中重要的必修课程之一。
这门课程主要讲解计算机网络的原理、分类、运作机制、协议以及安全等方面的知识。
下面将详细介绍数据通信与计算机网络课程的内容和必要性，以及如何学好这门课程。
一，数据通信与计算机网络课程的内容
1. 计算机网络的发展历程
计算机网络的发展历程是计算机网络课程中的基础部分，主要介绍计算机网络的发展与演变，使学生对计算机网络的演化有一个清晰的理解。
2. 数据通信技术
数据通信技术是计算机网络课程中的核心内容，主要介绍数据传输的原理、调制解调、信道编码、错误控制等技术，学生通过数据通信技术的学习，可以深入了解数据传输的原理与技术，并了解现代调制解调技术和信道编码技术。
3. 计算机网络体系结构
计算机网络体系结构是计算机网络课程中的关键内容，主要介绍计算机网络的体系结构、层次结构、协议栈等基础知识，学生可以通过学习这门课程，了解计算机网络的组成和结构，进而深入了解各类协议和各层次的功能。
4. 网络互联技术
网络互联技术是计算机网络课程中的高级内容，主要介绍网络互联技术的原理、路由协议、网络地址转换技术等知识，学生可以通过学习这门课程深入了解网络互连技术的原理和实现方法，进而深入了解现代网络的构建。
5. 网络安全技术
网络安全技术是计算机网络课程中的重点内容，主要介绍网络攻击与防御、网络安全设备、加密与解密技术等方面的知识，学生可以通过学习这门课程了解网络安全的重要性和现代网络中常见的安全攻击方式，进而了解网络安全的可行解决方案。
二，数据通信与计算机网络课程的必要性
1. 全面了解计算机网络
计算机网络的演化历程和组成成分非常复杂，数据通信与计算机网络课程可以帮助学生全面了解计算机网络的结构和功能，进而对计算机网络有更加深入的了解。
2. 解决卡顿和延时的问题
现代人类生活中对于网速的要求日益提高，数据通信与计算机网络课程可以让学生了解网络传输的原理和优化方案，进而解决卡顿和延时的问题，提高网络传输效率。
3. 帮助企业提高网络安全性
网络攻击和黑客行为多种多样，网络安全问题日益突出，数据通信与计算机网络课程可以让学生了解常用的安全攻击方式和安全技术，从而为企业提高网络安全性提供帮助。
三，如何学好数据通信与计算机网络课程
1. 课前预习，课后复习
数据通信与计算机网络课程涵盖的知识广泛，需要时刻保持与老师的沟通和交流，并且在课前进行预习，课后进行复习，更好地掌握学习的内容和能力。
2. 实践操作，理论结合
除了理论学习，学生也需要进行实践操作，更好地理解计算机网络的原理和实现方法，在理论与实践之间达到完美的结合。
3. 与同学交流，探讨问题
与同学交流，探讨问题可以帮助学生更好地了解课程内容，能够加深对于知识的理解和应用。
4. 多次测试，及时复查
通过多次测试，及时复查可以发现自己的不足之处，找到解决方案，并以此提升学习的效果和能力。
综上所述，数据通信与计算机网络课程作为计算机科学、电子信息工程等领域中关键的必修课程之一，具有重要的理论和实践意义。
学习这门课程可以让学生全面了解计算机网络的构造和实现方法，解决网络传输效果不佳的问题，并为提高网
络安全性和帮助企业避免损失提供帮助。
通过多次实践操作、课前预习和课后复习、与同学交流、多次测试和及时复查等方法，可以帮助学生更好地掌握这门课程。