模块二 项目一 任务一 数据通信发展历程（课件）-《计算机网络基础》（河北科学技术出版社）同步精品课堂

2.1 数据通信发展历程 计算机网络基础 同步精品课堂 河北科学技术出版社 01 数据通信发展历程 02 数据通信的信号 03 数据通信系统模型和组成 04 数据通信衡量标准 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 教学目标 一 1、了解数据通信系统的发展历程 2、理解模拟信号与数字信号 3、理解数据通信系统的组成、理解系统中所涉及的名词术语 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 教学重难点 二 教学重点 理解模拟信号与数字信号 教学难点 数据通信相关技术的应用 导入新课 三 在当今的计算机网络时代，计算机和计算机、计算机和终端以及终端与终端之间可以实现信息传递。这种信息传递都是以二进制数据形式来表现。那么大家知道这样的数据通信是如何产生和发展的呢？ 导入新课 三 数据通信是计算机网络功能得以实现的基础，数据通信系统中信号的种类、设备的功能都影响着通信的效果。数据通信是按照某种通信协议，利用数据传输技术在两个终端之间传递数据信息的一种通信方式，可实现计算机和计算机、计算机和终端以及终端与终端之间的数据信息传递。 1 数据通信发展历程 新知讲授 四 1837年-1876年-1901年 初级数据通信阶段 01 近代数据通信阶段 02 现代数据通信阶段 03 1946年 20世纪90年代 数据通信发展历程 新知讲授 四 莫尔斯发明了实用的电报系统，实现了长距离的文本信息传输；莫尔斯电报系统是现代数据通信系统的先驱。 1837年 贝尔发明了可以实时传输完整语音信号的有线电话，实现了语音信息的长距离传输； 1876年 马克尼发明了无线电报。1938年出现的电视广播使数据通信中传输和交流的信息从单一的文本、语音发展到实时图像； 1901年 初级数据通信阶段 新知讲授 四 01 02 05 1946年，计算机的快速崛起，使用计算机成为现代数据通信产生的基础； 03 04 1960年，集成电路的发展大大提高了数据传输系统的性能； 20世纪70年代出现的光纤传输系统，使得数据传输系统的传输速率和性能得到极大提高； 卫星通信将数据扩展到了外太空； 20世纪80年代出现的蜂窝移动通信，可以随时随地进行数据信息交换； 近代数据通信阶段 新知讲授 四 20世纪90年代以来，随着计算机网络技术的发展及Internet的出现和快速普及，数据通信和应用技术进入了快速发展阶段。数据通信在科技、商贸、金融、交通、军事等领域发挥着越来越重要的作用，应用日趋广泛，几乎渗透到人类生活的各个角落。 现代数据通信阶段 2 数据通信的信号 新知讲授 四 数据通信是借助于电信号或光信号通过传输线路，在发送端和接收端之间进行数据信息的传输。 1、信息、数据与信号 信息 数据 数据（Data）是传递信息的实体。通信的目的是传送信息，传送之前必须先将信息用数据表示出来。 信号（Signal）是数据信息的载体，它是通过电压、电流、电荷及电磁波等物理在强度上的变化来携载各种形式的数据信息（如语音、文本、图像和视频）。 信号 信息（Information）是对客观事物特征和运动状态的描述，其形式有数字、文字、声音、图形、图像等。 新知讲授 四 2、信号分类 （2）数字信号 （1）模拟信号 新知讲授 四 （1）模拟信号 模拟信号是一种信号幅度随之时间连续变化的电信号，其波形为连续的曲线，中间无断裂和不连续。信号的强度取值随之时间变化而连续变化。 三个参数： ①振幅：指信号的峰值或最大强度； ②频率：信号周期重复的速率； ③相位： 时间0点时的位置； 2、信号分类 实例：电视图像信号、语音信号。 实例：电视图像信号、语音信号、温度压力传感器的输出信号以及许多遥感遥测信号。 新知讲授 四 2、信号分类 （2）数字信号 数字信号是一种非连续变化的电信号，其波形为不连续的曲线。信号的强度始终在有限个数的值之间变化，是离散信号。最常见也是最简单的数字信号是二进制信号，用数字“0”和数字“1”表示。 实例：计算机数据信号、数字电话信号和数字电视信号等。 新知讲授 四 2、信号分类 基带信号 01 频带信号 02 宽带信号 03 新知讲授 四 2、信号分类 基带信号 基带信号是将数字信号1或0直接用两种不同的电压来表示，然后送到数字信道线路上去传输，信号占据传输信道的全部带宽。 局域网中通常使用基带信号进行传输。 新知讲授 四 2、信号分类 频带信号是一种模拟信号，是将数字信号进行调制，将其变成适合于模拟线路传送的信号。 适用于远距离传输或无线传输。 频带信号 新知讲授 四 2、信号分类 宽带信号也是一种模拟信号，借助于频带信号，讲链路容量分解为两个或多个信道，每个信道可以携带不同的频带信号； 宽带中所有的信道可以同时、但互不干扰的收、发信号。 宽带信号 3 数据通信系统模型和组成 新知讲授 四 通信的目的是传输信息，通信系统必须包括3个基本组成部分：信源、传输介质和信宿。 新知讲授 四 数据通信是计算机或计算机与终端设备之间的通信，它传输信息的目的不仅是为了交换数据信息，更主要是为了利用计算机来处理数据信息。数据通信系统由数据终端设备（DTE）、数据通信设备（DCE）和传输信道构成。 数据终端设备（DTE） 数据通信设备（DCE） 通信信道 数据通信设备（DCE） 数据终端设备（DTE） 新知讲授 四 2 1 3 4 6 5 输入信号 输入数据 输出数据 接收信号 发送信号 输出信号 二进制数字 模拟或数字信号 模拟或数字信号 二进制数字 数据终端设备（DTE） 数据通信设备（DCE） 通信信道 数据通信设备（DCE） 数据终端设备（DTE） 新知讲授 四 1、数据终端设备（DTE） 数据终端设备可能是大、中、小型计算机、PC机，也可能是一台可以直接接收网络数据的打印机，这些设备是信息的输入/输出工具。此外，数据终端设备还必须设置通信控制器（适配器）及相关控制软件，控制信源和信宿之间按一定规律进行通信。 新知讲授 四 2、数据通信设备（DCE） DCE的功能是完成数据信号的变换，如果DTE发出的数据信号不适合当前信道传输，DCE要把原始数据信号变成适合信道传输的信号。主要包括调制解调器、数字编码解码器等。 新知讲授 四 3、通信信道 通信信道是通信系统必不可少的组成部分。传输信道由传输介质和相关的电子设备或光学设备组成。常见的传输介质可以是铜线、同轴电缆、双绞线、光纤等。根据传输介质的不同，通信信道可以传输模拟信号，也可以传输数字信号。 4 数据通信衡量标准 新知讲授 四 数据通信系统的性能指标 性能指标：即衡量通信系统性能优劣的标准。 （1）带宽 带宽指某个信号具有的频带宽度，即传输信号的最高频率与最低频率之差。单位是赫兹（Hz）、千赫（kHz）、兆赫（MHz）。 模拟信号：带宽是信道能够传送的电磁波信号的最高频率与最低频率之差； 数字信号：带宽就是数据传输速率或比特率； 通信信道的带宽必须大于或等于信号的带宽，才能保证信号不失真。 新知讲授 四 数据通信系统的性能指标 性能指标：即衡量通信系统性能优劣的标准。 （2）数据传输速率 码元是数据在传输过程中最小的传输单位。传输信道的码元传输速率也称为调制速率、波形速率或符号速率。单位为：码元/秒,称为：波特(Baud) （3）波特率 数据传输速率指每秒能够传输多少位数据，也表示每秒内传输的实际信息的比特数。单位为比特/秒，记为b/s、bit/s或bps。 数据传输速率高，则传输每一位的时间短，反之，数据传输速率低，则每位传输所需要的时间长。 新知讲授 四 数据通信系统的性能指标 性能指标：即衡量通信系统性能优劣的标准。 （4）信道容量 信道容量是指信道可以无错误传送的最大信息量，是信道传输信息的速率上限，也可称为信道的最大传输速率，单位是b/s。 （5）吞吐量 吞吐量是信道在单位时间内成功传输的信息量，单位是bit/s 新知讲授 四 数据通信系统的性能指标 性能指标：即衡量通信系统性能优劣的标准。 （6）延迟 延迟是指从发送方传出第一位数据开始，到接收方成功地接收到最后一位数据为止，所经历的时间。它主要分为传输延迟、传播延迟两种。 （1）传输延迟：与数据传输速率、发送设备、接收设备及中继和交换设备的处理速度有关； （2）传播延迟：与数据的传播距离有关。 新知讲授 四 数据通信系统的性能指标 性能指标：即衡量通信系统性能优劣的标准。 （7）错误率 错误率是衡量通信信道可靠的重要指标，常用的是比特错误率和分组错误率。 （1）比特错误率：指二进制比特位在传输过程中被误传的概率； （2）分组错误率：指数据分组被误传的概率； 师生互动 五 1、利用搜索工具查询“数据通信发展历程”相关知识； 2、查询现代通信技术发展新变化； 3、根据理解，分组讨论数据在通信过程中的传输过程 讨论 随堂练习 六 1、信号可以分为模拟信号和_________。 答案：数字信号 解析：信号可以分为模拟信号和数字信号。 2、从时间角度来看，____ 信号是连续变化的，_____信号是离散的不连续的。 答案：模拟 数字 解析：模拟信号是一种信号幅度随之时间连续变化的电信号，其波形为连续的曲线，数字信号是一咱非连续变化的信号，波形为不连续的曲线。 随堂练习 六 3、DTE是指 _________。 答案：数据终端设备 解析：DTE是指数据终端设备，数据终端设备可以是大、中、小型计算机，也可以是一台可以直接接收网络数据的打印机。 4、DCE是指__________。 答案：数据通信设备 解析：数据通信设备，简称DCE,它的功能是完成数据信号的变换。 随堂练习 六 5、 一条传输线路可以接受从500Hz到3500Hz的频率，则该传输线路的带宽就是（） A. 500Hz B. 3500Hz C. 3000Hz D. 4000Hz 答案：C 解析：对于模拟信号来说，带宽=最高频率-最低频率 随堂练习 六 6、 声音是属于（）数据。 A. 模拟 B. 数字 C. 动态 D. 静态 答案：A 解析：模拟信号是连续变化的信号，声音属于模拟信号。 课堂小结 七 谢谢 $$