1.2认识数据通信（课件）-《计算机网络技术基础》同步教学（高教版）

单元 1 初识计算机网络 掌握计算机网络的概念，了解发展阶段，各阶段典型代表 了解计算机网络的逻辑构成，掌握其物理构成 了解计算机网络分类，重点掌握拓扑结构分类及其优缺点 了解模拟信号与数字信号的区别、数据通信模型，掌握数据通信的技术指标、通信方式 掌握网络本协议的概念，掌握OSI/RM模型各层名称和功能，与TCP/IP的对应关系；初步掌握应用层协议的名称和端口 了解常用传输介质的性能、应用场合，掌握双绞线的类别、构造、性能，制作标准、方法 掌握常见网络设备的接口名称和使用方法，它们的功能、工作层，理解广播域、冲突域的概念 1 任务背景 小明家里安装的宽带网络得到免费升级，带宽从10Mbps提升到100Mbps，小明感觉上网速度更快了。带宽升级的具体原理是什么呢？老师告诉他，要先了解数据通信的基础知识。 任务2 认识数据通信 2 获取注意力 两名同学站在教室前后（不能动），一名同学传送三句话给第二名同学，他们会怎么做？ 第一句，天将降大任于斯人也，必先苦其心志，劳其筋骨，饿其体肤，空乏其身，行拂乱其所为。 第二句，男儿何不带吴钩，收取关山五十州。 第三句，各出所学，各尽所知，使国家富强不受外侮，足以自立于地球之上。 思考：参加传输的有几种类型的人？传输什么东西？用了什么传输方式？速度与什么有关系？ 游戏：传声筒 凤尾结束 3 大家在职教云平台参与课堂讨论：我们在日常生活中利用网络传输过什么形式的数据？ 刺激回忆 1 信号的概念 3 数据通信技术指标及方式 4 基带传输和频带传输 2 数据通信系统模型 学习目标 一、信号的概念 数据通信就是在不同计算机之间传送字母、数字、符号、图片、语音 等信息的过程，是通信技术和计算机技术结合而产生的一种新通信方式。 信号是信息的具体物理表现，是表达信息的一种载体，根据取值特征的不同，可以把信号分为模拟信号和数字信号。 激活旧知 引入新知 结合刚才的游戏，如“刚才同学们用自己的方式传输了文字或叫语音，其实我们已经完成了一次数据通信，传输了一些信号，那么信号是什么呢？”引入信号的概念 6 一、信号分类 模拟信号 t 模拟信号是指在时域上幅值连续变化的信号。如声音、压力、温度等信号。 t 数字信号 数字信号是指幅度的取值是离散（即不连续）的信号。而且该幅度取值被限制在有限的范围内。数字信号的大小常用有限位的二进制数（0和1）表示。 激活旧知 引入新知 一、信号 问题：列举出生活中用过的3种模拟信号，并举出一个模拟信号转成逻辑信号的案例？ 模拟信号频谱 数字信号一般比模拟信号抗干扰能力强，但信号衰减大，传输距离短一些。 用模/数转换装置可以实现模拟信号和数字信号的相互转换。 激活旧知 引入新知 二、数据通信系统模型 小组任务，根据刚才的游戏画出传输模型，请一位同学展示并描述模型。 激活旧知 引入新知 9 二、数据通信系统模型 每个数据通信系统都具备信源（发端设备）、信宿（收端设备）和信道（传输媒介）三要素。 信源：产生和发送信息的设备 信宿：接收信息的设备 信道：信源和信宿之间的通信线路 源系统 （信源） 传输系统 （信道） 目的系统 （信宿） 噪声 激活旧知 引入新知 10 三、数据通信系统技术指标 传输速率也称为比特率，是指通信线路在单位时间内传输的二进制比特数。 基本单位：位每秒（b/s,bit/s,bps) 常用传输单位：1kbps=1000bps,1Mbps=1000kbps,1Gbps=1000Mbps 1010110011100111010101011110011100001001010 1分钟 =一条道路一定时间内能供多少车跑 激活旧知 引入新知 三、数据通信系统技术指标 1101011001110011101010101111001100110000100 1分钟 =一条道路设计最多能跑多少辆车 信道容量指单位时间内传输的最大二进制比特数，它是传输速率的上限值，单位是bps。在实际应用中，传输速率小于/等于信道容量。 公路：不能再多了，再多就堵上了 激活旧知 引入新知 三、数据通信系统技术指标 1101011001110011101010101111001100110000100 1分钟内实际跑了 =一条道路一定时间内实际跑了多少辆车 吞吐量指单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的实际数据量，单位是bps。 激活旧知 引入新知 三、数据通信系统技术指标 =路有多宽 信道带宽是描述信道传输能力的技术指标，它的大小是由信道的物理特性决定的。 数字信道一般用单位时间可以传输的最大二进制比特数来表示； 模拟信道则由信道允许传输的频率范围来表示，单位为（赫兹，Hz)。常用单位：1kHz=1000Hz，1MHz=1000kHz，1GHz=1000MHz。 1010110011100111010101011110011100001001010 一条道公路 两条道公路 四条道公路 激活旧知 引入新知 三、数据通信系统技术指标 误码率指传输二进制数据位时出现错误的概率。它是衡量数据在规定时间内传输正确性的指标。计算机网络中，要求误码率低于10-6。 误码率计算公式：误码率=错误位数/传输总位数 1010000011 1010110001 激活旧知 引入新知 从ISP购买了100M宽带，理论上能达到12.8MB/秒的下载速率，但是因为受到计算机性能，网络设备质量，资源使用情况，网站能力，信号衰减等影响，实际的传输速率往往达不到100M。 三、数据通信系统技术指标 宽带测速 激活旧知 引入新知 四、通信方式 思考问题：刚才的游戏使用了哪两种传输方式？ 一句一句传------串行传输 三句一起传------并行传输 并行传输是指数据以组的方式在多条并行信道上同时传输。 如：计算机与打印机之间通过并行端口（LPT）进行通信，以字节为单位进行。 优缺点：传输速率快，容易受到干扰，线路成本高，常用于短距离传输。 10101100 10101100 10101100 传输1个字节的数据 使用8个并行信道同时传输 激活旧知 引入新知 四、通信方式 串行传输是指从发送端到接收端只需要一条信道,数据在信道上一位一位地逐个传输。计算机网络通信主要采用串行通信，在传输方向上有单工通信、半双工通信、全双工通信三种方式。 如：双绞线传输网络信号。 优缺点：线路成本低、架设方便、容易维护、易于实现，但速率慢，需要考虑传输方向和同步问题，远距离传输采用较多。 10101100 10101100 10101100 传输1个字节的数据,使用1个信道逐位传输 激活旧知 引入新知 四、串行传输——方向特性 发送 接收 单工：是指数据传输仅能沿一个方向，不能实现反向传输。如收听广播。 发送或接收 接收或发送 半双工：是指数据传输可以沿两个方向，但需要分时进行传输。如对讲机说话。 全双工：是指数据可以同时进行双向传输。如计算机网络。 发送且接收 接收且发送 激活旧知 引入新知 思考：用生活中的运动方式来类比以上三种传输方式？ 单工----200米跑 半双工------迎面接力 全双工------公路上跑的车子 四、通信方式 激活旧知 引入新知 （基本频带）基带是指数据通信中电信号所固有的基本频率。 这种原始的电信号被称为基带信号。 信道中直接传输基带信号的方法被称为基带传输 基带传输适用于短距离传输 如以太网、令牌环网采用基带传输 频带信号是数字信号经过调制后的模拟信号 信道中传输经过调制后的模拟信号，到达终端后再解调制的传输方式称为频带传输 频带传输适用于长距离传输 如数字信号调制后在电话线上传输的模拟信号 基带传输 频带传输 四、通信方式 激活旧知 引入新知 工作模式与带宽、吞吐量的关系 带宽是链路每秒中能支持传送的比特数，同样带宽的链路，无论是全双工还是半双工模式，带宽是不变的。 全双工带宽=半双工带宽 吞吐量是链路中实际每秒中传输的比特数。全双工模式下吞吐量是半双工的模式下吞吐量的2倍 全双工吞吐量=2×半双工吞吐量 四、通信方式 激活旧知 引入新知 1.在PT模拟器上用Console电缆连接交换机Console口与计算机RS232口。打开终端，设置参数为波特率9600，数据位数8，无奇偶校验位，1个停止位，无数据流控制。观察交换机与计算机的通信情况。 2.在实际环境中，建立一个串行连接，修改连接参数，观察交换机与计算机的通信情况。 计算机与交换机连接通信 巩固与提高 练习反馈 用思维导图对本章进行归纳总结 复习总结 1.完成教材第16页的习题。 2.课前预习：在职教云观看视频“见证中国互联网发展40年”，思考：我国加入Internet过程中，是如何实现网络互连互通的？ 行动计划 数据通信是通信技术与计算机技术相结合的一种新技术，我们还有许多知识可以学习。 凤尾结束 $$