计算机网络技术基础-第4版-尚晓航-第2章数据通信基础
第二章：数据通信基础
第二章：数据通信基础
名词解释：
【信息】：是对客观食物的反映，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，也可以表示物质与外部的联系。
【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。
【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。
【码元】：计算机网络传送中的每1位二进制数字称为“码元”或“码位”。
【比特率】：是一种数字信号的传输速率，它表示单位时间内所传送的二进制编码的有效位数。
【波特率】：是一种调制速率，也称波形速率。它是针对在模拟信通上进行数字传输时，从调制解调器输出的调制信号，每秒钟载波调制状态改变的次数。或者说，在数据传输过程中，线路上每秒钟传送的波形个数就是波特率。
【误码率】：误码率指信息传输的错误率，也称错误率，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。
【吞吐量】：是单位时间内整个网络能够处理的信息总量。
【信道的传输延迟】：信号在信道中传输，从信源端到达信宿需要一定的时间，这个时间称为传播延迟（或时延）。
【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与最低频率之差。
【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。
【数据终端设备（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信宿，在计算机网络中，它是资源子网的主题。
【数据线路端接设备（DCE）】：又称为数据通信设备，是介于DTE与传输介质之间的设备，用于将DTE发出的数字信号变换成适合于在传输介质上传输的信号形式，并将它送至传输截至上；或者将从传输介质上接收的远端信号变换为计算机能接收的数字信号形式，并送往计算机。
【频带传输】：就是将代表数据的二进制信号，通过调制解调器，变换成具有一定频带范围的模拟数据信号进行传输，传输到接收端后再将模拟数据信号解调还原为数字信号。
【基带】：人们把矩形脉冲信号的固有频带称为基本频带，简称基带。
第 2 章 数据通信基础
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第2xx数据通信基础练习
1．计算机网络中的通信网络是一个数据通信系统，计算机网络的工作原理和数据通信是紧密相关的。
2．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尔和传播。
信息是数据表示的含义，是数据的逻辑抽象，它不会因数据的表示形式不同而改变。
3．数据通信主要研究二进制编码信息的通信过程。无论信息采用什么数据形式表示，在数据通信系统中都必须转化成二进制编码。
4．信号是在特定通信方式中数据的物理表现,它有具体的物理描述。
5．模拟信号是一个连续变化的物理量，数字信号是离散取值的物理量，例如表示二进制数据的1、0信号。
6．数字信号的再生是指在信号传递过程中受到外界干扰而产生变形后，通过信号判决再恢复成原来的信号。
7．信道是通信系统中传输信号的通道，它包括通信线路和传输设备。根据信道使用的传输介质可以分成有线信道和无线信道。根据适合传输的信号类型可以分为模拟信道和数字信道。模拟信道用于传输模拟信号,如电话用户线路，数字信道用于直接传输数字信号，例如光纤线路。
8．信号带宽是信号中包含的频率范围。对于模拟信号，带宽计算方法为：信号带宽=信号最高频率-信号最低频率
9．信道带宽是信道上允许传输电磁波的有效频率范围。模拟信道的带宽等于信道可以传输的信号频率上限和下限之差，单位是Hz。信道的带宽不一定等于传输介质允许的带宽。
10．数字信道的带宽一般用信道容量表示，它是信道的最大数据传输速率，单位是比特/秒(b/.s)。例如，当前主流局域网中使用的5类双绞线，其信道
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带宽为100Mb/S，即最大数据传输速率为100Mb/ S。信道容量对信道传输介质的带宽有一定的依赖关系。
11．数据终端设备DTE是数据通信中的数据源和数据宿，实际就是计算机设备。
12．数据通信是计算机与计算机间的通信，为了有效而可靠地进行通信，通信双方必须遵守通信协议。通信控制器是数据链路层控制通信规程执行部件，完成收，发双方的同步。常见的通信控制器有：串行通信控制器和网络接口卡。
网络技术基础(第二章)
《计算机网络技术基础》教案 第 1 页 共 16 页
莆田学院现代教育技术中心 2004年2月 第二章 数据通信基础
本章主要内容
2.1 数据通信的基本概念
2.2 信号同步与编码
2.3 数据通信系统模型
2.4 传输方式
2.5 多路复用技术
2.6 传输差错检测与校验
2.1 数据通信的基本概念
2.1.1 信号与信道
a、信号（signal）
计算机内部的数据（文字/数值/图像/声音等）均要转换为通信线路上电信号或光信号才能传送。
通信信号一般可分为两类：
◆模拟信号（analog signal）
连续变化值（如数学中之实数）。
自然界产生的物理量一般均为模拟信号。
◆数字信号（digital signal）
离散变化值（如数字中之整数）。
计算机内部传输和处理的均为矩形脉冲形式的数字信号（1和0），又称为“基带信号”。
信号的特性有：振幅（变化的大小）、频率（变化的快慢）、相位（变化的时间）。 振幅越大、频率越高，信号传送的距离越远（如高音喇叭） 。
b、信道（channel）
所谓“信道”，顾名思义，就是通信信号传输的“通道”。信道与实际通信线路并不等同。一条通信线路往往包括一条发送信道和一条接收信道。
信道一般也可分为两类：
◆模拟信道 专用于传送模拟信号
◆数字信道 专用于传送数字信号
无论是模拟信号还是数字信号,在传输过程中都要变成适合信道传输的信号形式，否则就会因传输衰减等原因变得无法使用.
信源是模拟数据，在模拟信道上传输——模拟通信
信源是模拟数据，在数字信道上传输——数字通信
信源是数字数据，在模拟信道或数字信道上传输——数据通信
c、带宽（bandwidth）
信号所占据的频率范围称为信号的带宽。
信道能传送的频率范围称为信道的带宽。 《计算机网络技术基础》教案 第 2 页 共 16 页
计算机网络第二章重点
2.1 物理层的基本概念
物理层的主要任务描述为确定与传输媒体的接口的一些特性，即：
1)机械特性 指明接口所用接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等等。
2)电气特性 指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。
3)功能特性 指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。
4)过程特性 指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。
2.2 数据通信的基础知识
2.2.1 数据通信系统的模型
一个数据通信系统可以划分为三大部分：源系统；目的系统；
传输系统；
其中各部分具体如下：
1、源系统（发送端）
（1）源点（源站）：产生要传输的数据
（2）发送器：把源点产生的数据编码后发送到传输媒体中
2、目的系统（接收端）
（1）接收器:接收传输系统传过来的信号，并转换为能够为目的端设备处理的信息
（2）终点（目的站）：从接收器处获取传送过来的比特流，然后把信息输出
3、传输系统：可以是简单的传输线，也可以是复杂的网络。
数据通信中的几个术语
数据(data) —— 运送信息的实体。
信号(signal) —— 数据的电气的或电磁的表现。
―模拟的‖(analogous) —— 连续变化的。
―数字的‖(digital) —— 取值是离散数值。
调制 —— 把数字信号转换为模拟信号的过程。
解调 —— 把模拟信号转换为数字信号的过程。
调制解调器包括两部分：
1、调制器(波形(或频谱）变换器)：把要发送的数字信号转换为频率范围在 300~3400 Hz 之间的模拟信号，以便在电话用户线上传送。（数字信号→模拟信号）
2、解调器(波形识别器)：把电话用户线上传送来的模拟信号转换为数字信号。（若识别不正确则会产生误码，因此在调制解调器中还要有差错检测和纠正的措施） 注意：本书中的调制解调器是指使用在标准的二线模拟话路（3.1 kHz
的标准话路带宽）上的调制解调器。
计算机网络 第二章 数据通信基础 1
复习：
1. 我们要访问某个网站，必须打开浏览器，在地址栏中输入相关信息，这是由哪个层的哪个协议规定的？
2. OSI模型中，为传输层提供直接或间接服务的有哪几个层？
3. 一个主机与一个中继系统能否称为一对对等实体？
4. 只有两个端系统的通信系统中数据的封装与拆封过程如何？增加一个或多个中继系统之后呢？
5. 每个中继系统都需要对数据进行拆封之后再封装，这句话如何理解？
6. 会话层中设置的同步控制用于完成什么功能？
7. 一次传输连接可以对应多个会话连接，这句话如何理解？反过来，一次会话连接也能对应多次传输连接，如何理解？
1.http协议
2.网络层直接为传输层提供服务，数据链路层和物理层间接为传输层提供服务
3.不能，两者从网络体系结构上包含的层是不同的，完成的功能也完全不同
4.数据在发送端由上到下进行封装，在接收端由下到上进行拆封；每个中继系统都会完成数据的自下而上的拆封和自上而下的封装
5.中继系统中总是由一个端口接收数据，从物理接口接收开始向上逐层拆封，向外转发时则由上向下逐层封装，到物理接口发送
6.当传输连接的意外中断引起会话过程的意外中断之后，只要新的传输连接建立起来，会话过程即可由断点之前最近的同步点处继续进行下去
7.一次传输连接建立起来之后，完成一个会话连接后可以不断掉传输连接而继续进行下一次会话连接；从时间顺序上，多个会话连接必须是前后按顺序进行。
一个会话连接可以因为传输连接的中断而建立在多个传输连接的基础上来完成，也可以将一次会话内容分解到多个并行的传输连接中完成。
第二章 数据通信基础
数据通信基本知识
传输媒体
信号调制技术
复用技术
差错控制技术
拥塞控制技术
2.1 数据通信基本知识
2.1.1 通信系统模型
2.1.2 通信方式
数据通信中，按信号在传输介质中的传输方向，可分三种方式：单工、半双工、全双工。如图所示
2.1.3 数字通信和模拟通信
计算机网络基础教学计划
《计算机网络基础》教学计划
一、课程名称，学时，适用专业
1、课程名称：计算机网络基础
2、作者：尚晓航 任课教师：曾濒
3、学时数：96（理论教学48，实践教学48）
4、适用专业：中职计算机专业
5、出版社：高等教育出版社
二、课程的内容
(一)课程的性质及任务
计算机网络是计算机技术与通信技术密切结合的综合性学科,也是计算机应用中一个空前活跃的领域.网络技术已广泛应用于各行各业.因此网络技术不仅是计算机通信专业学生必须掌握的技术,也是其它相关专业应该掌握的基本知识.
本课程从实用的角度介绍计算机网络的基本知识和技术，并采用图文结合的方式介绍了Windows NT网络的使用和基本操作方法。共分九章，第一章主要介绍计算机网络的概念和发展，包括Internet网的基本概念和操作方法；第二章介绍数据通信基础；第三章介绍计算机网络的体系结构和TCP/IP协议；第四章介绍计算机局域网技术；第五章介绍网络安全和管理的概念，第六章和第七章介绍Windows NT网络的使用和管理；第八章介绍最新的Windows 2000的特性和升级方法；第九章安排了一些有针对性的实验指导。本书既注重基本理论和基本概念的阐述，又力图反映计算机网络的一些新技术，内容简要实用，通俗易懂。
（二）课程的基本要求
通过本课程的学习，要求学生能对计算机网络网络体系结构、通讯技术以及网络应用技术有整体的了解，特别是Internet、典型局域网、组网技术、网络环境下的信息处理方式。
（三）本课程与相关学科的关系
学生在学习该课程前，最好具备计算机硬件、internetr应用等相关知识。
（四）本课程内容
第一章 绪论
第二章 数据通信基础
第三章 计算机网络体系结构
第四章 计算机局域网技术
第五章 网络安全与管理
第七章 Windows NT的管理
第八章 Windows 2000介绍
第九章 实验指导
实验一 认识计算机网络
中职计算机网络基础 第二章数据通信基础综合练习题附解析答案
第二章 数据通信基础综合练习题
一、单项选择题
1.X.25和FR分别表示( )。
A.企业内部网和帧中继网 B.综合业务数字网和数字数据网
C.帧中继网和企业内部网 D.公用分组交换网和帧中继网
2.调制解调技术主要用于( )的通信方式中。
A.模拟信道传输数字数据 B.模拟信道传输模拟数据
C.数字信道传输数字数据 D.数字信道传输模拟数据
3.关于调制解调器的描述正确的是( )。
A.在接收端将数字信号转换为模拟信号，在发送端将模拟信号转换为数字信号
B.“调制”是指将数字信号转换为模拟信号的过程
C.调制解调器必须通过申请才能由ISP发放
D.调制解调器的调制技术只有频移键控和相移键控两种
4.帧中继技术本质上是( )交换技术。
A.报文 B.线路 C.信元 D.分组
5.下列交换方法中，( )的传输延迟最小。
A.报文交换 B.线路交换 C.分组交换 D.上述所有的
6.在下列多路复用技术中，( )具有动态分配时隙的功能。
A.同步时分多路复用 B.统计时分多路复用
C.频分多路复用 D.波分多路复用
7.下列有关数据通信的说法中，( )是不正确的。 A.基带传输是将模拟信号调制成数字信号后发送和传输
B.频带传输是把数字信号调制成模拟信号后发送和传输
C.异步传输可以在任何时刻向信道发送信号
D.同步传输是以报文或分组为单位进行传输
8.下列关于电路交换说法正确的是( )。
A.线路利用率高
B.电路交换中的节点对传输的信号不做任何处理
C.信道的通信速率低当内前
D.通信双方不必同时工作
9.在( )传输中，一组比特同时发送，每个比特都在一条独立的线路上。
A.异步串行 B.同步串行 C.并行 D.以上都是
10.信道上可传送信号的最高频率与最低频率之差为( )。
A.波特率 B.比特率 C.吞吐量 D.信道带宽
计算机网络基础《数据通信的基础知识》
第2部分 数据通信的基础知识
〖主要内容〗数据通信基本概念，多路复用技术，编码技术，数据交换技术，差错检
测与校正。
〖教学重点〗数据通信概念，数据编码技术，循环冗余码，FDM和TDM。
数据通信是通过某种类型的介质把数据从一个地点向另一个地点传送的通信方式。是以信息处理技术和计算机技术为基础的通信方式，为计算机网络的应用和发展提供了技术支持和可靠的通信环境。
2.1 基本概念
2.1.1 数据通信定义及特点
数据通信是计算机与计算机或计算机与其他数据终端之间存储、处理、传输和交换信息的一种通信技术，是计算机技术与通信技术相结合的产物，它克服了时间和空间上的限制，使人们可以利用终端在远距离同时使用计算机，大大提高了计算机的利用率，扩大了计算机的应用范围，也促进了通信技术的发展。
1. 数据通信的定义
数据通信是依照通信协议，路由数据传输技术在两个功能单元之间传递数据信息。
2. 数据通信的特点
数据通信实现的是机与机或人与机之间的通信
数据传输的准确性和可靠性要求高
传输速率高，要求接续和传输响应时间快
数据通信具有灵活的接口能力以满足各式各样的计算机和终端间的相互通信
2.1.2 信息、数据和信号
通信的目的是为了交换信息，因此只要保证被传输的二进制码（信息在计算机中的表示）在传输过程中不出现错误。
数据：指被传输的二进制代码
信息：是数字、字母和符号的组合。
信息的载体可以包含语音、音乐、图形图像、文字和数据等到多种媒体。信息在传递过程中通常用二进制代码表示的（如ASCII码）
信号：是数据在传输过程中的表示形式，有模拟信号和数字信号两种
在通信系统中，数据以模拟信号（波形连续变换的电信号）或数字信号（离散信号）的形式由一端传输到另一端
模拟通信系统：指传输模拟信号的系统
数字通信系统：指传输数字信号的系统
2.1.3 数据通信系统的基本结构
1. 基本概念
计算机网络第四版参考答案第二章
计算机网络第四版参考答案第二章
第二章物理层（P66）
1、物理层要解决哪些问题？物理层的主要特点是什么？
答：（1）物理层要解决的主要问题：①物理层要尽可能屏蔽掉物理设备、传输媒体和通信手段的不同，使上面的数据链路层感觉不到这些差异的存在，而专注于完成本层的协议与服务。
②给其服务用户（数据链路层）在一条物理的传输媒体上传送和接收比特流（一般为串行按顺序传输的比特流）的能力。为此，物理层应解决物理连接的建立、维持和释放问题。③在两个相邻系统之间唯一地标识数据电路。
（2）物理层的主要特点：①由于在OSI之前，许多物理规程或协议已经制定出来了，而且在数据通信领域中，这些物理规程已被许多商品化的设备所采用。加之，物理层协议涉及的范围广泛，所以至今没有按OSI的抽象模型制定一套新的物理层协议，而是沿用已存在的物理规程，将物理层确定为描述与传输媒体接口的机械、电气、功能和规程特性。②由于物理连接的方式很多，传输媒体的种类也很多，因此，具体的物理协议相当复杂。
4、、物理层的接口有哪些方面的特性？各包含什么内容？
答：(1)机械特牲说明接口所用接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等等。(2)电气特性说明在接口电缆的哪条线上出现的电压应为什么范围。即什么样的电压表示1或0。(3)功能特性说明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。(4)规程特性说明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。
5、奈氏准则与香农公式在数据通信中的意义是什么？比特和波特有何区别？
答：奈氏准则与香农公式的意义在于揭示了信道对数据传输率的限制，只是两者作用的范围不同。
奈氏准则给出了每赫带宽的理想低通信道的最高码元的传输速率是每秒2个码元。香农公式则推导出了带宽受限且有高斯白噪声干扰的信道的极限信息传输速率C=Wlog2（1+S/N），其中W为信道的带宽（以赫兹为单位），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。
中职计算机网络-第2章-数据通信基础
第2章-数据通信基础
填空
1、有两种类型的数据，取连续值的数据称为模拟数据，取离散值的数据称为数字数据。
2、信道按使用权限可分为专业信道和共用信道；按传输介质可分为有线信道、无线信道和卫星信道；按传输信号的种类可以分为模拟信道和数字信道等。
3、数据通信系统它是由数据终端设备（DTE）、数据线路端接设备（DCE）和通信线路等组成。
4、根据数据信息在传输线上的传送方向，数据通信方式有单工通信、半双工通信和全双工通信。
5、通常使用三种交换技术：电路交换、报文交换和分组交换。
6、ATM模型分为三个功能层：ATM物理层、ATM层和ATM适配层。
7、分组交换又分为数据报和虚电路。
8、差错检验的方法有奇偶校验和循环冗余码校验。
名词解释
数据通信：是两个实体间的数据传输和交换，在计算机网络中占有十分重要的地位，它是通过各种不同的方式和传输介质，把处在不同位置的终端和计算机，或计算机与计算机连接起来，从而完成数据传输、信息交换和通信处理等任务。
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。
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。
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。
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。
码元：在数字传输中，有时把一个数字脉冲称为一个码元，是构成信息编码的最小单位。
比特率：比特率是一种数字信号的传输速率，它表示单位时间内所传送的二进制代码的有效位（bit）数，单位用比特每秒（bps）或千比特每秒（Kbps）表示。