计算机接口技术及应用第2讲数据传送方式
计算机网络与应用基础知识
js1. 计算机网络是利用通信线路将地理位置分散的、具有独立功能的许多计算机系统或设备连接起来，按某种谢雨进行数据通信，以实现信息的传递和共享的系统。
2．计算机网络的分类：按使用目的可分为公用网、专用网和利用公用网组建的专用网；按交换方式可分为电路交换网、报文交换网、分组交换网和混合交换网；按网络拓扑结构可分为总线型、星型、环形、树形和混合型；按网络的地理范围可分为局域网、城域网、广域网和互联网。
3.计算机网络的功能：数据通信；资源共享；增加可靠性和实用性；负载均衡与分布式处理；集中式管理；综合信息服务。
4.网络体系结构：物理层；数据链路层；网络层；传输层；会话层；表示层；应用层。
5.网络协议的定义：保证网络中的各方能够正确、协调地进行通信，在数据交换和传输中必须遵守事先规定的准则，这些准则必须规定数据传输的格式、顺序及控制信息的内容，这个准则为网络协议。
6.网络协议由3要素组成：语法、语义、时序。
7.常见的协议由TCP/IP协议，IPX/SPX协议、NetBEUI协议等。
第二章1.被传输的二进制代码成为数据。
2.信号是数据在传输过程中的电信号表示形式。
（以下非重点- -）3.数据通信系统的基本通信模型：产生和发送信息的一段叫信源，接受信息的一端叫信宿。
信源与信宿通过通信线路进行通信，在数据通信系统中，也将通信线路称为信道。
4.在数据通信系统中，传输模拟信号的系统称为模拟通信系统，而传输数字信号的系统称为数字通信系统。
5.模拟通信系统通常由信源、调制器、信道、解调器、信宿预计噪声源组成信源所产生的原始模拟信号一般经过调制再通过信道传输。
到达信宿后，通过解调器将信号解调出来。
6.数字通信系统由信源、信源编码器、信道编码器、调制器、信道、解调器、信道译码器、信源译码器、信宿、噪声源以及发送端和接收端始终同步组成。
、8.通信信道的分类方法：有线信道与无线信道；模拟信道与数字信道；专用信道和公用信道9.数据传输方式：1）串行运输：只用一条线路，易于实现，成本低，用在长距离连接中比秉性运输更可靠。
第二章 8086 CPU[2-3]
![第二章 8086 CPU[2-3]](https://img.taocdn.com/s3/m/e08657c3da38376baf1faef3.png)
应用例子：发光二极管接口
+5V
D0～D7 A0～A15
IOW
20:49
D｜0 Q0
1
R
D7
...
...
...
...
译
码
CP
器
R
Q7
1
74LS273
12
§2-4 8086的工作模式和总线操作
3、时钟发生器8284A
产生CLK信号，作为8086CPU的内部和外部的时间基准信号 提供系统时钟（CLK）、READY同步和RESET同步信号
第二章 8086 CPU
内容提要
引言 8086 CPU的内部结构 8086/8088 CPU的引脚功能 8086的存储器组织 8086的工作模式和总线操作
20:49
2
§2-4 8086的工作模式和总线操作
1、电源要求
8086/8088微处理器都是用+5.0V电源电压，其允许偏差为±10%。
OE
地址总线
存储器
I/O芯片
20:49
T 74LS245 /8286/82 87
OE
数据总线
15
§2-4 8086的工作模式和总线操作
2.4.3 总线操作时序
相关概念介绍
➢时钟周期
➢总线周期
➢指令周期
➢时序 ➢时序图
时序就是指系统中各总线信号（即地址、 数据和控制信号）产生的先后次序。
20:49
16
在8086/8088CPU中，一个总线周期至少包括4个时钟周期。
1~2个
若干个
T1 T2 T3 T4 Ti Ti T1 T2 T3 Tw Tw Tw T4 Ti Ti
计算机网络基础知识(二)
大学信息技术基础
16.1 因特网基本技术
（一）结构
IP地址是一种层次型地址，携带了标识对象的位置信息。 是由两部分组成，即网络地址和主机地址。
（二）
分
类
A类
B类
C类
D类
E类
大学信息技术基础
（二）分类
IP地址分成五类，即A类、B类、C类、D类和E类，其中A类、B类、C类地 址经常使用，称为IP主类地址，它们均由两部分组成。类和E类地址 被称为IP次类地址。
大学信息技术基础
16.1 因特网基本技术
五、域名系统
因特网采用层次树状结构的命名方法，使得任何一个连接 在因特网上的主机或路由器都可以有一个唯一的层次结
构的名字，即域名(domain name)。
（一）域名组成 由若干部分组成，各部分之间用圆点“.”作为分隔符。它
的层次从左到右，逐级升高，其一般格式是：
传输分组
（3）网络层 网络层解决了计算机 到计算机通信的问题。
网络层 IP 数据报 网络接口层 物理帧 硬件链路
（4）网络接口层
负责接收IP数据报， 并把该数据报发送到 相应的网络上。
大学信息技术基础
16.1 因特网基本技术
（三）TCP/IP各层协议与OSI七层协议的对应关系 如图:
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 Telnet FTP SMTP DNS TFTP NFS SNMP BOOTP
计算机网络原理复习要点
第1章1、计算机网络是计算机技术和数据通信技术紧密结合的产物。
2、计算机网络的定义。
用通信线路分散在不同地点的、具有独立自主性的计算机系统相互连接，并按网络协议进行数据通信和实现资源共享的计算机集合,称为计算机网络。
3、数据通信是计算机网络最基本的功能.4、按照计算机网络的系统功能，一个网可分为“资源子网”和“通信子网”两大部分5、根据网络的覆盖范围进行分类，计算机网络可以分为三种基本类型：局域网（Local Area Network,LAN）、城域网（Metropolitan Area Network,MAN)和广域网（Wide Area Network，WAN）。
6、什么是网络的拓扑结构？按照拓扑学的观点，将工作站、服务器、交换机等网络单元抽象为“点”,网络中的传输介质抽象为“线”，计算机网络系统就变成了由点和线组成的几何图形，它表示了通信媒介与各节点的物理连接结构，这种结构称为网络拓扑结构。
7、计算机网络常用的拓扑结构有五种，星型、总线型、环型、树型和网状型拓扑结构.8、根据网络的通信方式对网络分类.广播式网络、点到点式网络。
9、网络协议及三要素是什么?我们把计算机网络中用于规定信息的格式、以及如何发送和接收信息的一套规则称为网络协议。
三要素分为：语法、语义、时序。
10、什么是计算机网络体系结构?计算机网络的各层、层中协议和层间接口的集合。
11、为什么说协议是水平的，服务是垂直的?协议是“水平的”，即协议是控制对等实体之间通信的规则.服务是“垂直的"，即服务是由下层向上层通过层间接口提供的。
12、ISO/OSI参考模型分层和TCP/IP的分层结构，按顺序写出各分层ISO/OSI参考模型(从第一层到第七层）：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。
TCP/IP参考模型(从第一层到第四层）：网络接口层、网际层、传输层、应用层.13、everything over IP和IP over everything的含义。
计算机网络基础知识——全面介绍各种网络硬件设备的原理与应用
计算机网络基础知识——全面介绍各种网络硬件设备的原理与应用——全面介绍各类网络硬件设备的原理与应用计算机网络分类随着计算机网络的进展与宽带接入的普及，计算机网络早已渗透到普通百姓的日常工作与生活之中，熟悉与学习计算机网络的基础知识不仅是工作所需，同时也将成为休闲娱乐之必备。
为此我们为大家准备了精心制作的网络基础教程，本教程的最大特点就是大部分知识点都是通过具体应用来介绍的，这样使大家既能学习各类网络基础知识，又能立即体验到具体知识的应用，或者许更加容易掌握。
当然首先还是先让大家有个心理准备，先介绍一些最基础的知识，要不然可能会使你无所适从，你说是这样的吗？：）一、计算机网络的构成及分类计算机网络通俗地讲就是由多台计算机（或者其它计算机网络设备）通过传输介质与软件物理（或者逻辑）连接在一起构成的。
总的来说计算机网络的构成基本上包含：计算机、网络*作系统、传输介质（能够是有形的，也能够是无形的，如无线网络的传输介质就是空气）与相应的应用软件四部分。
要学习网络，首先就要熟悉目前的要紧网络类型，分清什么是我们初级学者务必掌握的，什么是目前的主流网络类型。
尽管网络类型的划分标准各类各样，但是从地理范围划分是一种大家都认可的通用网络划分标准。
按这种标准能够把各类网络类型划分为局域网、城域网、广域网与互联网四种。
局域网通常来说只能是一个较小区域内，城域网是不一致地区的网络互联，只是在此要说明的一点就是这里的网络划分并没有严格意义上地理范围的区分，只能是一个定性的概念。
下面简要介绍这几种计算机网络。
1 局域网（Local Area Network；LAN）通常我们常见的“LAN”就是指局域网，这是我们最常见、应用最广的一种网络。
现在局域网随着整个计算机网络技术的进展与提高得到充分的应用与普及，几乎每个单位都有自己的局域网，有的甚至家庭中都有自己的小型局域网。
很明显，所谓局域网，那就是在局部地区范围内的网络，它所覆盖的地区范围较小。
计算机考研模考题试第二讲
应该通过（）端口来传输该列表
A 21
B20
C22
D19
A,B
单击此处添 加大标题内 容
单击此处可添加副标题
在一个HDLC帧的数据中，如果出现了0001 1111 1011 这样的流，请问在发送信道上，它将变为（）
A 0001 1111 1011 0 B 0001 1111 1101 1 C 0001 1111 0101 1 D 0000 1111 1101 1
C 主设备号
D从设备号
D,A
OS采用页式存储管理方法，要求
A 每个进程拥有一张页表，且进程的页表驻留在内存中
B每个进程拥有一张页表，但只要执行的进程的页表驻 留在内存中，其他进程的页表不必驻留在内存中
C 所有进程共享一张页表，以节约有限的内存空间，但 页表必须驻留内存
D所有进程共享一张页表，只有页表当前使用的页面必 须驻留在内存，以最大限度地节约有限的内存空间
5位的帧序列号，那么可以选择的最大窗口是（）
A 15
B 16
C 31
D 32
4、在一个采用CSMA/CD协议的网络中，传输介质是一根完 整的电缆，传输速率为1Gbps，电缆中的信号传播速度是200 000km/s。若最小数据帧长度减少800比特，则最远的两个站 点之间的距离至少需要（）
A 增加160m
在无噪声情况下，某通信链路的带宽是3KHz,采用4个相位，每个相位具有4个振幅的QAM调制技术，则该通信链 路的最大数据传输速率是
A 12kbps
B24 kbps
C 48 kbps
D96 kbps
假设一个应用每秒产生60bytes的数据块，每个数据块被封装在一个TCP报文中，然后再被封装到一个IP报文
第二讲局域网技术基础[可修改版ppt]
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屏蔽双绞线 (STP) 非屏蔽双绞线 (UTP)
• 以铝箔屏蔽以减少 干扰和串音
3类、5类、6类
（16M、155M、 1200M）
双绞线外没有任何附 加屏蔽
3．光纤：分单模和多模两种，一般较铜缆有更 好的防干扰能力，传输距离、传输速率和传输 质量都有较大提高，主要应用于千兆位主干网 络。
3．总线型拓扑结构的特点：
⑴所有的节点都连接到一条公共传输介质上的
总线上。
⑵用同轴电缆和双绞线为传输介质。
⑶所有结点都可以发送数据，在同一个时期内
只允许一个节点发送信息。
⑷当有两个节点同时发送信息时冲突。
⑸必须解决⑷的介质访问控制（MAC）A B
C
C
Bus
A
B
C
A
B
C
碰撞
D
E
D
E
总线型局域网中的“冲突”
统可以归为星型局域网拓扑结构。
A
A
B
C
三、局域网的传输介质类型与特点 1．同轴电缆：早期应用，已基本被淘汰。同轴 电缆的轴心是铜线，由金属屏蔽层包围，具有 较好防电磁干扰能力，也可以防止铜线中电信 号的能量辐射。
●同轴电缆
基带同轴电缆
一条电缆只用于一个信道，50， 用于数字传输
宽带同轴电缆
一条电缆同时传输不同频率的多路 模拟信号，75 ，用于模拟传输， 300—450MHz，100km，需要放 大器
D
A T C
B
Ring
5．星型拓扑结构
⑴星型拓扑中存在中心结点，每个结点通过点
与点之间的线➢路使与用中集心线结器点连连接接所，有任计何算两机结点
计算机网络知识精讲 第二章 物理层
第二章物理层(一) 通信基础1. 信道、信号、带宽、码元、波特、速率、信源与信宿等基本概念2. 奈奎斯特定理与香农定理3. 编码与调制4. 电路交换、报文交换与分组交换5. 数据报与虚电路(二) 传输介质1. 双绞线、同轴电缆、光纤与无线传输介质2. 物理层接口的特性(三) 物理层设备1. 中继器2. 集线器2.1 通信基础2.1.1 信道、信号、带宽、码元、波特、速率、信源与信宿等基本概念（1）信道：向某一个方向传送信息的媒体。
（2）信号：数据的电磁或电气表现。
（3）带宽：媒介中信号可使用的最高频率和最低频率之差，或者说是频带的宽度，Hz；另一定义是信道中数据的传送速率，bps。
（4）码元：在使用时间域（简称时域）的波形表示数字信号时，代表不同离散数值的基本波形。
（5）波特：单位时间内传输的码元数。
（6）比特率：单位时间内传输的比特数。
（7）信源（8）信宿计算机网络的性能计算1. 速率比特（bit）是计算机中数据量的单位，也是信息论中使用的信息量的单位。
一个比特就是二进制数字中的一个1 或0。
速率即数据率(data rate)或比特率(bit rate)是计算机网络中最重要的一个性能指标。
速率的单位是b/s（bps），kb/s, Mb/s, Gb/s 等“带宽”(bandwidth)本来是指信号具有的频带宽度，单位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。
现在“带宽”是数字信道所能传送的“最高数据率”的同义语，单位是“比特每秒”，或b/s (bit/s)，bps。
更常用的带宽单位是千比每秒，即kb/s （103 b/s）兆比每秒，即Mb/s（106 b/s）吉比每秒，即Gb/s（109 b/s）太比每秒，即Tb/s（1012 b/s）请注意：在计算机界，K = 210 = 1024M = 220, G = 230, T = 240。
3. 时延(delay 或latency)传输时延（发送时延）发送数据时，数据块从结点进入到传输媒体所需要的时间。
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计算机接口的数据传送方式
无条件传送方式
接口简单，非可靠传输，单向传输
查询方式传送
接口简单，可靠传输，效率低，占用 CPU 时间
中断方式传送
接口简单，可靠传输，效率高，节约 CPU 时间，软件设计复杂
DMA 方式传送
接口复杂，可靠传输，效率最高，不占 CPU 时间
数据传送方式 — 无条件传送方式
PC 软件此时开放IRQ6 中断。在8051的中断服务程序中将锁存器中数据读 出,并取消中断请求, 同时又给PC 的IRQ6 一个中断请求。PC 响应IRQ6 中 断,在中断服务程序中再次将数据写入锁存器，又触发 8051的INT0 中断。 如此重复传送。
中断和查询组合方式传送数据 示例3
占用 1个 中断通道
计算机接口技术及应用 第二讲
计算机基本接口原理
——计算机接口及数据传送方式
计算机接口及数据传送方式
主要内容
计算机接口的定义和功能 计算机接口的分类 计算机接口的数据传送方式
? 无条件传送，查询方式传送，中断方式传送， DMA方式传送
目的
了解计算机接口的功能和分类 , 掌握数据传送方式
要求
了解计算机接口的基本功能、分类，掌握计算机接口的数据传送 方式。重点是掌握查询方式和中断方式数据传送工作原理
HRQ
DRQ
DACK
Address
DMA方式传送数据流程
每个机器周期检查
Exit
有DRQn请求？
向CPU发HRQ
N HLDA=1？ Y
进入DMA周期
发出DACKnຫໍສະໝຸດ 输出存储器地址传送一个字节
为每个三态输入端口分配一个独立的唯一地址 (I/O地址 ), 使用I/O读操作指令依次 将S00~S07 、S10~S17 、S20~S27 的状态通过 DB0~DB7 读到CPU内部寄存器中
数据传送方式 — 查询方式传送
在数据传送过程中, 发送方首先检 查接收方的状态, 如果接收方允许 传送时才发送数据
查询方式单向传送数据 示例1
查询方式的 ADC接口
查询方式双向传送数据 示例2
输出 缓冲
输出 状态
状态 查询
输入 状态 输入 缓冲
状态 状态
数据传送方式 — 中断方式传送
在数据传送过程中, 为了减少等待的 时间, 需要传送数据时, 先给对方产 生一个中断请求, 数据传送过程在其 中断服务程序中执行 释放等待时间, 降低CPU 负荷 提高系统的实时性
无条件传送方式的数据传送过程一般都是单向的 数据发送方假定接收方总是准备好(总是处于接收)状态， 发送方可以在任意时刻给接收方发送数据信息 为了保证数据传输的可靠性，设计无条件传送方式接口 时要注意必须保证接收方总是处于“Ready”状态
计算机系统中的I/O 端口与CPU 之间是采用无条件传送方 式; 数据存储器和CPU 之间也是无条件传送方式 注意: I/O 端口和存储器都必须分配独立的唯一地址， CPU 通过唯一访问原则分时寻址各端口或存储器单元
为了可靠地传送数据, 或节约中断请 求通道, 有时中断方式和查询方式可 以组合使用
中断入口
有数据要发
No
送？
Yes
传送 1个数据
数据指针加 1
中断退出 中断方式传送数据的流程
中断方式单向传送数据 示例1
中断方式的 ADC 接口
中断方式双向传送数据 示例2
占用 2个 中断通道
PC 给8051传送一批数据的过程： PC 写数据缓冲器,将数据锁存在锁存器中,同时给8051的INT0 申请中断,
习惯上,称发送和接收双方之间的 状态为“握手信号”
查询方式传送数据的接口必须具 有数据缓冲单元, 状态寄存器
在计算机系统中, 这种方式的应用 最普遍
同样, 数据缓冲器和状态寄存器都 必须分配独立的唯一地址
读接收方状态
No 允许发送？ Yes 传送1个数据
No 传送结束？ Yes
退出
查询方式传送数据的流程
计算机接口的分类
按照接口的数据传输方式分类
并行接口和串行接口两种
按照外设的类型分类
输入接口、输出接口及双向接口等三种
根据接口双方的性质分类
元件级接口，一般是在同一板内部
? 如主板上直接扩展的中断控制器、定时 /计数器等
板级接口
? 如前例的 2-轴运动控制卡、声卡等，是本课程的主要内容 ? 一般是计算机扩展卡和计算机系统接口
接口扩展卡 (2-轴运动控制卡)的功能
连接计算机和两路 DC 电机、两路位置传感器 (寻址能力) 接收计算机的控制指令，实现两个关节的连续控制 (指令数据缓冲) 采集位置传感器 (旋转编码器)信号变换为关节位置信号 (信号变换) 实时控制(中断功能)
接口扩展卡 (2-轴运动控制卡)上传送的信息
指令数据(计算机 → 接口) 状态信息(接口和马达? 计算机) 控制信息(计算机 → 接口/马达)
无条件传送方式 示例1
写1个数据 No
写结束？ Yes
退出 无条件传送数据的流程
为每个 8位锁存器分配一个独立的唯一地址 (I/O地址), 使用 I/O写操作指令依次 将DB0~DB7 的状态锁存在到 8位D型锁存器中
无条件传送方式 示例2
读1个数据 No
读结束？ Yes
退出 无条件传送数据的流程
查询方式 识别中断
数据传送方式 — DMA方式传送
DMA方式传送数据是在DMA控制器作为“中间人”的调节下, 外设或接口器件 可以直接将数据传送到计算机的主存储器或直接从主存储器读取数据 , 并且不 需要CPU 的干涉
PC 的总线有两种工作周期, 即DMA周期和正常PC 周期(称非DMA周期)
HLDA
1)数据信息 (CPU 或Memory 与外设之间双向交换) 2)状态信息(包括计算机、接口和外设的状态 ) 3)控制信息
计算机接口控制 简单的平面机械手
接口应用实例
PC 和机械手之 间通过2轴运动 控制卡(接口卡) 连接. 接口有哪些功 能? 需要传递 哪些信息? See next page.
计算机接口控制 简单的平面机械手
计算机接口的定义和功能
计算机接口 (Interface) 的定义
接口是 “桥梁”是, 信息通道, 是计算机CPU 和外设(执行机构,被测 对象)之间的信息通道
接口的主要功能
1)数据缓冲功能; 2)设备选择功能(寻址); 3)信号转换功 能; 4)信息交换的握手; 5)中断功能; 6)可编程功能
通过接口传送的信息