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第1章 计算机网络概论

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第1章 计算机网络概论.ppt

第1章 计算机网络概论.ppt
•IDC时代 2001- ：数据中心、宽带接入、ASP
– 中国电信、网通、联通、吉通、移动、卫星、铁通、 广电
第1章 计算机网络概论
门户网站、娱乐网站、新闻资讯、证券购物
第1章 计算机网络概论
1.1.2 推动计算机网络发展的两大动力
社会基础
– 远程资源 – 共享资源 – 通信合作
物资基础
– 电子技术（微电子技术、光电子技术） – 计算机技术（硬件技术、软件技术） – 通信技术（有线通信技术、无线通信技术）
第1章 计算机网络概论
1.1.3 计算机网络的发展趋势
发展趋势可概括为：
一个目标 两个支撑 三个融合 四个热点
第1章 计算机网络概论
一个目标:
面向21世纪计算机网络发展的总体 目标就是要在各个国家、进而在全球建立 完善的信息基础设施。信息基础设施将改 变人们的生活、学习、工作、人际交往的 方式，减轻人们的工作负担，提高人民的 生活水平，推动社会的进步。
56Kbps为分界，将 56Kbps及其以下的接入称为 “窄带”，之上的接入方式则归类于“宽带”。
要建立真正的宽频多媒体网络，达到信息 高速公路的目标，需要高速的传输载体，即信息 高速公路的物理结构，包括网络、软件、交换设 备。信息高速公路的载体有两个技术特征：一个 是任何时间、任何地点都能提供全彩色、全动态 的视频信号，一般称为宽频容量；另一个方面要 提供全交互的、双向的信息流通信。
第1章 计算机网络概论
三个融合:
支持全球建立完善的信息基础设施 的最重要的技术是计算机、通信、信息内 容这三种技术的融合。计算机包括计算机 硬件、计算机软件以及相应服务；通信包 括电话、电视电缆、卫星以及无线通信等。
电信网、电视网、计算机网三网合一是 信息技术发展的必然趋势。

第1章计算机网络概论

第1章计算机网络概论

按网络的作用范围：


局域网； 城域网； 广域网； 星型 ； 总线型 ； 环型； 树型； 网状型 公用网； 专用网；

按网络的拓扑结构：


按通信介质： 有线网； 无线网； 按企业管理分类 ： 内联网 ； 外联网 ； 因特网 ；

按网络的使用范围：

报 文分 组 A 节 点地 址 A .B .3 A .B .2 A .B .1 通信子网 云图 C
公用电话交换网 2 1 源节点 A 3 5 6 目的节点B 4
B 乱序
A .C .3
节点 地 址
A .C.2
A .C.1
B A .B .3.3 A .C .2 5
10Base-T
3.交换机厂家
2013年4月
19
六、传输设备
4.交换机互联 级联口 RJ45 口
级联口
级联口
RJ45 口
RJ45 口
2013年4月
20
5. 交换机工作原理
交换机有一条高带宽的内部交换矩阵，交换机的 所有端口都接在这上面。控制电路接收到数据包后，查 找地址对照表，确定目的MAC地址接在哪个端口上， 通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口。若目 的MAC地址不存在，则广播到所有的端口，接收端口 回应后，交换机会将新的地址添加到内部MAC地址表 中。
2013年4月
25
七、数据的传输
关系式：S
B
log
N 2
c.误码率
被传错的二进制位数与所传二进制数据总位数之比，标记为
Pe ，总位数为N,传错的为
Ne N
Ne，公式为：P
e

（二）数据传输技术 1.基带传输和频带传输

第一章 计算机网络概论习题参考答案

第一章 计算机网络概论习题参考答案

第一章计算机网络概论习题参考答案1.计算机网络可分为哪两大子网？它们各实现什么功能？计算机网络分为资源子网和通信子网。

资源子网：负责信息处理（包括提供资源的主机HOST和请求资源的终端，它们都是信息传输的源节点或宿节点，有时也通称为端节点）；通信子网：负责全网中的信息传递（由网络节点和通信链路组成）。

2.计算机网络的发展可划分为哪几个阶段？每个阶段各有什么特点？可分为四个阶段。

第一阶段为面向终端的计算机网络，特点是由单个具有自主处理功能的计算机和多个没有自主处理功能的终端组成网络。

第二阶段为计算机-计算机网络，特点是由具有自主处理功能的多个计算机组成独立的网络系统。

第三阶段为开放式标准化网络，特点是由多个计算机组成容易实现网络之间互相连接的开放式网络系统。

第四阶段为因特网的广泛应用与高速网络技术的发展，特点是网络系统具备高度的可靠性与完善的管理机制，网络覆盖范围广泛。

3.早期的计算机网络中，哪些技术对日后的发展产生了深远的影响？早期的ARPANET、TCP/IP、PDN的技术对日后的发展产生了深远的影响。

4.简述计算机网络的功能？①硬件资源共享：存储器、打印机等；②软件资源共享：文件传送，数据库等；③用户间信息交换：收发邮件收发消息等信息交换。

5.名词解释：PSE：分组交换设备PAD：分组装拆设备NCC：网络控制中心FEP：前端处理机IMP：接口信息处理机DTE：数据终端设备DCE：数据电路终接设备PDN：公用数据网OSI：开放系统互连基本参考模型HDLC：高级数据链路控制协议SNA：系统网络结构DNA：数字网络结构WAN：广域网，远程网LAN：局域网SCS：结构化综合布线系统NBS：美国国家标准局ANSI：美国国家标准学会ECMA：欧洲计算机制造商协会IETF：Internet工程任务组IESG：Internet工程指导小组ITU：国际电话电报咨询委员会CCITT，现已改名为国际电信联盟ITU。

计算机网络概论

计算机网络概论

Your company slogan
集中管理
1. 资源共享 2. 数据通信 3. 集中管理
节省运营和管理成本。 节省运营和管理成本。将地理位置分散的 生产单位或业务部门连接起来进行集中的 控制和管理，提高工作效率，增加经济效 益。同时有些贵重的设备可以不受地域的 限制，进行集中管理，共享运行环境。
Your company slogan
1.2 计算机网络的产生和发展
中国作为第71个国家级网加入Internet 中国作为第71个国家级网加入Internet，中国的 71个国家级网加入Internet， Internet的发展历史分为 的发展历史分为3 Internet的发展历史分为3个阶段 第一阶段从1986 1994， 1986第一阶段从1986-1994，这个阶段主要是通过中科 院高能所网络线路实现了与欧洲及北美地区的E 院高能所网络线路实现了与欧洲及北美地区的Email通信 通信。 mail通信。 1989年 中国的CHINAPAC CHINAPAC公用数据网基本开通 1989年，中国的CHINAPAC公用数据网基本开通
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资源共享
网络资源包括有： 网络资源包括有： （1） 数据 数据通常是指保存 在数据库中、磁盘 陈列、磁带、光盘 等介质上的原始数 据，如卫星云图数 据、人体数据、海 洋数据、地质数据 等。
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资源共享
网络资源包括有： 网络资源包括有： （1） 数据 （2） 信息 信息 是指用语言、文 字、数字、符号、图 象、声音、情景、表 情、状态等方式传递 的内容。它来源于对 数据的处理。如气象 信息、各类数据库信 息等 。
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第1章计算机网络概论

第1章计算机网络概论

第1章计算机网络概论大纲要求：●网络拓扑结构。

●网络分类(LAN、MAN、WAN、接入网、主干网)。

●OSI/RM。

●TCP/IP协议，包括应用层协议、传输层协议(TCP、UDP)、网络层协议(IP)、数据链路层协议。

1.1 计算机网络的形成和发展1.1.1 考点辅导计算机网络是指由通信线路互相连接的许多自主工作的计算机构成的集合体。

这里强调构成网络的计算机是自主工作的，是为了和多终端分时系统相区别。

在计算机网络中的各个计算机(工作站)本身拥有计算机资源，能独立工作，完成一定的任务，同时还可以使用网络中其他计算机的资源(如CPU、大容量外存或信息等)。

1. 早期的计算机网络早期的计算机网络出现在20世纪50年代，它实际上是以单个计算机为中心的远程联机系统。

在这种系统中，除了一台中心计算机，其余的终端不具备自主处理能力。

这种网络也称为面向终端的计算机网络。

2. 现代计算机网络的发展20世纪60年代中期出现了大型主机，典型代表是ARPANET。

该时期的计算机网络是多台主机通过通信线路连接起来的，它和以单台计算机为中心的远程联机系统的主要区别是，在这种网络中每台计算机都有独立的处理能力，在这些机器之间不存在主从关系。

但是由于该时期的计算机网络是由研究单位、大学等部门各自研制的，没有统一的网络体系结构，因此要把这些计算机连接起来很困难。

网络工程师考试同步辅导(上午科目)(第3版)3. 计算机网络标准化阶段1977年，国际标准化组织(ISO)的TC97信息处理系统技术委员会SC16分技术委员会开始着手制定开放系统互联参考模型(OSI/RM)。

作为国际标准，OSI规定了可以互联的计算机系统之间的通信协议，遵从OSI协议的网络通信产品都是“开放系统”。

这种网络具有统一的网络体系结构，能够很方便地把不同的计算机连接起来。

4. 微型机局域网的发展时期20世纪80年代初期出现了微型计算机。

1972年，Xerox公司发明了以太网，以太网与微型机的结合使得微型机局域网得到了快速的发展。

第1章-计算机网络概论

第1章-计算机网络概论

表1-2 频段使用表
无线电波常用在短距离或称近距离无线通信中， 如：蓝牙（Bluetooth）和Wi-Fi通信中。
其中Wi-Fi使用的是2.4G UHF射频频段，频率范 围为2.4GHz～2.4835GHz，故带宽为83.5MHz， 属高频波段。
1.有线网 2.无线网
无线网是指采用无线电波、微波、激光、红 外等无线介质来传输数据的网络。如卫星网络中 数据的传输就是用微波进行的，而手机和微机上 的红外接口可以相对传输数据。
利用一定频率的无线电波传输数据也是无线 网的一种。如：Wifi网。
1.4 计算机网络的组成
从系统的角度来看，一个计算机网络由硬 件和软件两大部分组成。
2）网络协议软件
典型的网络协议有：TCP／IP、IPX／SPX、IEEE 802 标准系列协议和X.25协议等。
3）网络管理软件
提供性能管理、配置管理、故障管理、计费管理和安全 管理等功能。管理的对象可以是路由器和交换机。
4）网络通信软件
网络通信软件控制应用程序与多个站点进行通信，并能 对通信数据进行加工和处理，使用户在不必了解通信控制规 程的情况下进行通信。
1.局域网LAN 2.城域网MAN 3．广域网WAN 4．国际互联网Internet
1.3.2 公用网和专用网 按应用和管理性质的不同，计算机网
络划分为公用网和专用网。 1.公用网 公用网也称通用网。 2．专用网 专用网也称行业网。
1.3.3 有线网和无线网
按网络所使用的通信传输介质，计算机网络 划分为有线网和无线网。
图1-9 交叉网线（反绞线）的制作
RJ45是布线系统中信息插座（即通信引出 端）连接器的一种，连接器由接头(水晶头 ）和插座组成，插头有8个凹槽和8个触点 。RJ是Registered Jack的缩写，意思是“ 注册的插座”。

第1章 计算机网络概论

资源共享
硬件共享 软件共享 数据共享

数据传输 均衡负荷与分布处理 综合信息服务 提高计算机的可靠性和可用性
第1章
计算机网络概论
6
1.6 网路的分类
网络的跨度是指网络可以覆盖的范围，根据网络覆盖 的范围，网络可以分类为广域网、局域网、城域网等。 1、广域网（Wide Area Network——WAN） 2、局域网（Local Area Network——LAN） 3、城域网（Metropolitan Area Network——MAN) 随着网络技术的发展，新型的网络设备和传输媒体的 广泛应用，距离的概念逐渐淡化，局域网以及局域网互连 之间的区别也逐渐模糊。同时，越来越多的企业和部门开 始利用局域网以及局域网互连技术组建自己的专用网络， 这种网络覆盖整个企业，范围可大可小。
第1章
计算机网络概论
3
1.3 计算机网络的组成
计算机网络基本功能是负责数据传输和 数据处理，分别是由通信子网和资源子网 负责实现。 通信子网 主要由CPP、通信线路和其他相关设备组 成。分别介绍通信控制处理机器、通信设 备及通信线路功能及作用。 资源子网 主要由计算机、终端、终端控制器、联 网外设、软件及数据资源等组成。
第1章
计算机网络概论
7
第1章 计算机网络概论
第1章
计算机网络概论
1
1.1 计算机网络的定义
计算机网络是把地理上分散的 多台具有独立功能的计算机， 用通信线路和通信设备连接起 来以实现资源共享的系统。 连接对象：计算机、数据终端等 连接介质：通信线路、通信设备 控制机构：网络协议、网络软 件
从用户的角度看，计算机网络是 一个透明的数据传输机构。
第1章

第1章 计算机网络概论

5. 信道容量
信道容量是一个极限参数，一般是指物理信道上能够传 输数据的最大能力。1948年，香农经研究得出了著名的 香农定理。该定理指出，信道的带宽和信噪比越高，则 信道的容量就越高。
6. 7.
带宽、数据传输速率和信道容量的关联 误码率Pe
（1）误码率Pe的定义：是指二进制码元在数据传输中被 传错的概率，其定义：
1.4.2 Internet的组成与结构
4.使用Internet技术的3种网络
主要有Internet、Intranet和Extranet三种。
（1）内连网（Intranet）
①Intranet的定义：由私人、公司或企业等利用Internet技术，及 其通讯标准和工具建立的内部TCP/IP信息网络定义为Intranet。 ②Intranet的基本特点是：是利用Internet技术开发的开放式计算 机信息网络，其访问方式与Internet类似；一般都具有安全防范措 施。
面对大型任务、或网络中某些计算机负荷过重时，可以将任务化整为 零，由多台计算机共同完成这些复杂和大型的计算任务，以达到均衡 负荷的目的。
1.3.1 按计算机网络的 作用范围分类
按网络的作用范围分类的特征见表1-2。规律是距离越长，速率 越低。一般传输速率是关键因素。
1.3.1 按计算机网络的 作用范围分类
1.5.1
1.
计算机资源子网
资源子网的组成
由拥有资源的主机系统、请求资源的用户终端、终端控制 器、通信子网的接口设备、软件资源、硬件共享资源（共 享设备，如交换机、路由器）和数据资源等组成。
2.
资源子网的基本功能
负责全网的数据处理业务，向网络客户提供各种网络资源 和网络服务。
1.5.2
1.

1章计算机网络概论

缺点 1. 主机负担重（通信＋处理） 2. 线路利用率低
7
改进
• 增加前端机解决通信问题 • 增加集中器解决线路利用率问题 例：60年代 美国TYMNET医用资料系统
终端
调制解调器 集中器
低速线路
调制解调器 高速线路
计算机 前端处理机 FEP
8
2. 第二阶段：计算机通信网络（分组交换 网络，面向标准的计算机网络）
• 以信息传输为主要目的 • 以计算机为信源和信宿 • 采用标准的体系结构 • 采用分组交换技术
1969年，ARPANET( Internet的前身)
9
3. 第三阶段：共享资源的计算机网络
• 以共享资源为主要目的 • 用户感觉：透明、性能强大、资源丰富 • 系统特征：
开放：结构、标准开放 集成：各种业务、服务、内容 高速：实时（计算和传输） 智能：智能搜速、处理
互联网（网络的网络）
(a)
(b)
16
用户通过 ISP 上网
用户
因特网 服务提供者
ISP1
因特网
ISP2
根据提供服务的覆盖面积大小以及所拥有的 IP 地址数目的不同，ISP 也分成为不同的层次。
17
本本地地IISSPP
本本地地IISSPP 第第二二层层IISSPP
本本地地IISSPP 大大公公司司
• 无需指定具体设备，无需指定信息的位 置，以智能方式自动完成资源分配和信 息定位，完成用户交给的任务
• 像电力网供给电力、自来水管网供给自 来水一样
• 云计算：SaaS，PaaS,…
12
1.1.2 Internet的发展 三个阶段： 1. 1969—1983：起源阶段--简单分组交换
1969：ARPANET，4节点 1972：23节点 1977：111节点 1980：TCP/IP进Unix

计算机网络基础PPT电子课件-第1章计算机网络概论

SMTP协议
简单邮件传输协议，用于发送电子邮件。
03 计算机网络拓扑结构
总线型拓扑结构
总线型拓扑结构
将所有计算机连接到一个单一的、共享的通信通道上，这 种通道被称为总线。
01
优点
结构简单，易于安装和维护，成本低。
02
03
缺点
可扩展性差，因为每增加一台计算机 都需要重新配置总线，且如果总线发 生故障，整个网络将无法工作。
第二阶段
计算机-计算机网络。20世纪60年代中期，美国国防部 ARPANET实验奠定了现代计算机通信的基础。
第三阶段
国际标准化的计算机网络。20世纪70年代末到80年代初 ，计算机网络的标准逐渐统一，形成了国际标准。
第四阶段
互联网和全球信息高速公路建设。20世纪90年代中期开 始，互联网技术得到了飞速的发展和应用，全球信息高速 公路建设加速。
计算机网络的主要功能
计算机网络的主要功能包括资源共享、信息交换、分布式处理、集中管理和远程通信等。
计算机网络的组成
计算机网络通常由硬件和软件两部分组成，硬件包括各种计算机、传输介质、通信设备和 网络连接设备等，软件则包括操作系统、应用软件和通信协议等。
计算机网络发展历程
第一阶段
面向终端的计算机网络。20世纪50年代初，美国地面防 空系统将多个雷达终端连接起来，以实现信息共享。
计算机网络基础ppt电子课件-第1 章计算机网络概论
目录
• 计算机网络概述 • 计算机网络组成 • 计算机网络拓扑结构 • 计算机网络应用 • 网络安全
01 计算机网络概述
计算机网络定义
计算机网络定义
计算机网络是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线 路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源 共享和信息传递的计算机系统。
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第1章计算机网络概论1.1计算机网络的产生与发展
1.1.1计算机与通信的结合
1.1.2计算机网络的发展
1. 面向终端的计算机通信网
图1.1面向终端的计算机通信网
2. 分组交换网
图1.2分组交换网示意图
3. 形成计算机网络的体系结构
4. 因特网时代
2
计算机网络教程(第二版) 1.2计算机网络的定义与分类
1.2.1计算机网络的定义
1.2.2计算机网络的分类
1. 计算机网络可以从不同角度进行分类
2. 按网络的分布范围大小分类
1.3信道与数据通信
1.3.1信道
1. 信道的基本概念
图1.3矩形脉冲
2. 信道的几个主要技术指标
1.3.2模拟传输与数字传输
1. 模拟传输系统
图1.4两个电话用户之间的通信
计算机网络教程(第二版) 3 2. 调制解调器
图1.5基带信号经电话线传输后产生误码
图1.6对基带信号的3种调制方法
图1.7调频调制解调器Bell.103的频率
3. 数字传输系统
4
计算机网络教程(第二版)
图1.8基带数字信号常用的3种编码方法
图1.9异步方式的同步过程
图1.10同步方式结构
4. 脉冲编码调制(PCM)
计算机网络教程(第二版) 5
图1.11 PCM的基本原理
图1.12增量调制
6
计算机网络教程(第二版)
1.4关于信道共享
1.4.1共享点到点信道
图1.13共享点到点信道
1. 固定分配信道
图1.14频分复用FDM和时分复用TDM
图1.15 E1的时分复用帧
计算机网络教程(第二版) 7
图1.16通过复用器与主机相连
2. 按需分配信道
3. 按排队方式分配信道
图1.17结点相当于一个单服务员的队列
图1.18通过集线器与主机相连
4. 码分复用
8
计算机网络教程(第二版)
1.4.2共享用点到点链路构成的网络
1. 基于信道的共享
图1.19通信双方之间建立了一条物理信道
2. 基于排队的共享
图1.20用户1与用户2′不完全地占用一条端到端的物理通路
计算机网络教程(第二版) 9
图1.21 4种交换的比较
3. 混合交换
1.4.3共享广播信道
图1.22用户共享一个共用信道
1. 受控接入
2. 随机接入
1.5传输媒体
1.5.1双绞线
1. 非屏蔽双绞线
2. 屏蔽双绞线
1.5.2同轴电缆
图1.23同轴电缆
1. 50Ω同轴电缆
2. 75Ω同轴电缆
10
计算机网络教程(第二版)
图1.24宽带网络1.5.3光缆
图 1.25四芯光缆剖面示意图
图 1.26光纤的传输原理
计算机网络教程(第二版) 11 1.5.4无线传输媒体
图1.27电磁波的频谱和应用
1. 微波与卫星通信
图1.28卫星通信网络
2. 红外线通信
3. 激光通信
12
计算机网络教程(第二版)
1.6同步光纤网和同步数字系列
习题
1.1计算机网络的发展可划分为几个阶段？每个阶段各有何特点？
1.2试说明计算机网络由哪几部分组成？各部分的主要功能是什么？
1.3计算机网络按覆盖地域划分可分为哪几种？它们各自有何特点？
1.4简述计算机网络的定义和分类。

1.5试举一个例子说明信息、数据与信号之间的关系。

1.6何谓单工、半双工和全双工？它们分别适用于何种场合？
1.7何谓基带传输、频带传输和宽带传输？
1.8什么是数字通信？什么是数据通信？在数据通信中采用模拟传输和数字传输各有什么优缺点？
1.9电视频道的带宽为6MHz，假定没有热噪声，如果数字信号取4种离散值，那么可获得的最大数据率是多少？
1.10设信道带宽为3kHz，信噪比为20dB，若传送二进制信号则可达到的最大数据速率是多少？
1.11指出下列说法错误在何处：（1）“某信道的信息传输速率是300Baud”；（2）“每秒50Baud的传输速率是很低的”；（3）“600Baud和600bps是一个意思”；（4）“每秒传送100个码元，也就是每秒传送100个比特”。

1.12设码元速率为1600Baud，采用8相PSK调制，其数据速率是多少？
1.13画出比特流0001110101的曼彻斯特编码的波形图和差分曼彻斯特编码的波形图。

计算机网络教程(第二版) 13
1.14设信道误码率为10-5，帧长为10Kb：（1）若差错为单个错，则在该信道上帧出错的概率是多少？（2）若差错为突发错，平均出错长度为100b，则在该信道上帧出错的概率是多少？
1.15异步和同步两种传输方式的主要区别是什么？
1.16为什么要进行调制与解调？调制的方法有哪些？
1.17对于脉冲编码调制PCM来说，如果要对频率为600Hz的某种语言信号进行采样，传送PCM信号的信道带宽为3kHz，那么采样频率f取什么值时，采样的样本就可以包含足够重构原语音信号的所有信息。

1.18试比较共享点到点信道以及共享网络的几种方法的主要特点。

1.19 10个9600bps的信道按时分多路复用在一条线路上传输，如果忽略控制开销，那么对于同步（或固定分配）TDM，复用线路的带宽应该是多少？在统计TDM情况下，假定每个子信道有50%的时间忙，复用线路的利用率为80%，那么复用线路的带宽应该是多少？
1.20试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。

1.21假设两个用户之间的传输线路由3段组成（两个转接结点），每段的传输延迟为10-3s，呼叫建立时间（线路交换或虚电路）为0.2s，在这样的线路上传送3200比特的报文，分组的大小为1024比特，报头的开销为16比特，线路的数据速率是9600bps。

试分别计算在下列各种交换方式下端到端的延迟时间：（1）电路交换；（2）报文交换；（3）虚电路；（4）数据报。

1.22试比较几种共享广播信道的方法的特点。

1.23 100km长的电缆以T1信道的数据率运行，电缆的传播速率是光速的2/3，电缆上可容纳多少比特？
1.24常用的传输媒体有哪几种？各有何特点？
1.25码分多址CDMA为什么可以使所有用户在同样的时间使用同样的频带进行通信而不会互相干扰？这种复用方法有何优缺点？
1.26有4个站进行码分多址CDMA通信，4个站的码片序列为
A：（+1-1+1-1-1+1+1-1）B：（+1+1+1-1+1-1-1-1）
C：（-1-1+1-1-1-1-1+1）D：（+1-1-1-1+1+1-1+1）
现收到码片序列：（+3-1-1-1+1+3+1-1）。

问哪个站发送了数据？发送数据的站发送的是1还是0？。