第2讲 数据通信基础概念
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计算机网络应用 数据通信基本概念数据通信是继电报、电话业务之后出现的第三大通信业务。
它是一种包括科学计算机、过程控制、信息检索等内容的广义上的信息处理。
为了便于更好的理解数据通信的相关技术,先让来了解一些相关概念。
1.数据在计算机科学中,数据是信息的载体,它涉及对事物的表示形式。
通常数据指所有能够输入到计算机并被计算机的程序处理的符号介质的总称,也是用于输入电子计算机进行处理,具有一定意义的数字、字母、符号和模拟量等的通称。
数据包括模拟数据和数字数据两种,其中模拟数据反映的是连续的值(如声音、视频、温度、压力等);数字数据反映的是离散的值(如整数、ASCII 文本等)。
2.信息从广义上说,信息就是消息。
对人类而言,人的五官生来就是为了感受信息的,它们是信息的接收器,它们所感受到的一切,都是信息。
然而,还有大量的信息是我们的五官不能直接感受到的,人类正通过各种手段,发明各种仪器来感知它们,发现它们。
由计算机产生的信息一般是数字、字母、符号的组合,为了传输这些信息,首先要将每一个字母、数字符号用计算机能够识别的二进制代码来表示。
另外,也可以说信息就是指数据的具体含义。
3.信号信号是一种可以觉察的脉冲(如电压、电流、磁场强度等),通过它们能传达消息或信息。
也可以说,信号是运载数据的工具,是数据的载体。
从广义上讲,它包含光信号、声信号和电信号等。
而在计算机网络中,一般应用电信号,如无线电波、电话网中的电流等等。
而在计算机领域,电信号还可以分为模拟信号和数字信号。
其中,模拟信号是指用连续变化的物理量表示的信息,其信号的幅度、或频率、或相位随时间作连续变化,如目前广播的声音信号,或图像信号等,如图2-1所示。
模拟信号波形-11图2-1 模拟信号波形数字信号指幅度的取值是离散的,是一串电压脉冲序列。
二进制码是一种数字信号,用两种不同的电平(高电平“1”和低电平“-1”)来表示比特序列的电压脉冲信号,其波形如图2-2所示。
第2章数据通信基础习题及答案一、填空题(1)按使用的传输介质划分,信道可以分为__有线信道___和__无线信道__两类。
(2)按允许通过的信号类型划分,信道可以分为_模拟信道_和_数字信道_两类。
(3)按数据传输的方向和时序关系分类,信道可以分为_单工信道__、__半双工信道__和__全双工信道__三类。
(4)按传输信号频谱分类,信道可以分为__基带信道__和___频带信道_两类。
(5)数据通信系统的主要技术指标有__码元速率__、__信息速率__、__误比特率_、__误码率_、__可靠度__、_频带利用率__和__通信建立时间___。
(6)常用的数字传输系统的标准有__ T1____和__E1__。
(7)按同步方式划分,交换可以分为(同步交换)和(异步交换)两种类型。
(8)按差错控制的方式划分,交换可以分为(分组交换)和(快速分组交换)两种类型。
(9)按存储转发的信息单位划分,交换可以分为(报文交换)和(分组交换)两种类型。
(10)按占用信道的方式划分,交换可以分为(电路交换)和(分组交换)两种类型。
(11)按交换的信号类型划分,交换可以分为(数字交换)和(模拟交换)两种类型。
(12)按信号分割方式划分,信道共享技术分为(频分复用)、(时分复用)、(波分复用)和(码分复用)四种类型。
(13)按接入信道的方式划分,信道共享技术分为(集中器接入)和(多点接入)两种类型。
(14)按共享策略的实施时间划分,信道共享技术分为(静态复用)和(动态接入)两种类型。
(15)采用交换技术的计算机通信网络的核心设备是(结点交换机/路由器)。
二、名词解释信息:从信息论的角度来讲,信息就是对消息解除不确定度。
通常把信息理解成所关注的目标对象的特定知识。
数据:数据是对所关注对象进行观察所得到的结果或某个事实的结果。
信号:信号是通信系统实际处理的具体对象。
基带、基带传输:在电磁波的傅利叶级数表示中,从零开始并覆盖了信号的主要能量表现的那段频率范围称为基本频带,简称基带。
计算机网络技术第二章知识点在计算机网络技术的学习中,第二章通常会涵盖一些关键的概念和技术,这些知识对于我们深入理解网络的运行原理和工作方式至关重要。
首先,我们来谈谈数据通信基础。
数据在网络中传输,就像是货物在运输线上流动。
数据通信的基本任务就是要将这些“货物”准确、快速地从源点传送到目的地。
这涉及到信号的类型,比如模拟信号和数字信号。
模拟信号就像连续的波浪,是平滑变化的;而数字信号则是离散的,像一个个台阶。
在数据传输中,还有一个重要的概念是带宽。
带宽可以理解为信息公路的宽度,它决定了在单位时间内能够传输的数据量。
带宽越大,就像公路越宽,能同时通过的车辆越多,数据传输速度也就越快。
数据传输方式也有多种。
比如串行传输和并行传输。
串行传输是一位一位地依次传输数据,就像单人依次通过狭窄的通道;并行传输则是多位数据同时传输,如同多人同时通过宽敞的大门。
但并行传输在距离较长时,由于信号同步等问题,成本较高,所以在长距离传输中,串行传输更为常见。
接着,我们说一说信道复用技术。
这就好比在一条道路上,通过巧妙的安排,让多个用户能够同时使用,提高道路的利用率。
常见的信道复用技术有时分复用、频分复用和波分复用。
时分复用是按照时间划分,不同用户在不同的时间段使用信道;频分复用则是根据频率来划分,每个用户使用不同的频率范围;波分复用主要用于光通信,是按照光的波长来划分信道。
差错控制也是第二章的一个重要知识点。
在数据传输过程中,由于各种干扰和噪声,可能会出现错误。
差错控制技术的目的就是检测和纠正这些错误,确保数据的准确性。
常见的差错控制方法有检错码和纠错码。
检错码只能检测出错误,但不能纠正;而纠错码不仅能检测错误,还能纠正错误,但实现起来通常更加复杂。
然后是数据交换技术。
这类似于在不同的地点之间传递物品,有不同的传递方式。
电路交换就像是建立一条专用的通道,在通信期间一直占用;报文交换则是把要发送的信息整体作为一个报文,通过存储转发的方式进行传输;分组交换则是把报文分成一个个较小的分组进行传输,提高了传输效率和灵活性。
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。
信道带宽必须大于被传送的信号的带宽,否则就会出现失真。
对模拟信号,带宽为通信信道所能提供的频率宽度(范围);对数字信号,带宽为通信信道每秒能传送的二进制位数(bps )。
一般认为具有8~10Mbps 及以上数据传输速率的网络称为“宽带网”。
最新发展还有所谓“广带”(broadband )无线接入技术,其传输速率≥10兆位/秒。