模块二 项目一 任务二 通信的基本方式和编码过程（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 数据通信系统概述 --- 通信的基本方式、编码过程 计算机网络基础 同步精品课堂 河北科学技术出版社 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。 任务一 通信的基本方式 任务二 通信系统的编码过程 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 01 了解通信的方式 02 掌握单工、半双工、全双工通信 03 理解广播式通信和点到点式通信的不同 04 理解采样、量化、编码各个步骤 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 01 （1）并行通信与串行通信； （2）单工、半双工、全双工通信 教学重点 02 通信系统的编码过程 教学难点 导入新课 三 从古至今，人们的通信方式有哪些？古代人们是如何通信的？现在我们又是如何通信的？方式发生了什么变化？大家可以讨论下。 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。 任务一 通信的基本方式 新知讲授 四 数字通信中，按照数字信号排列与组织方法的不同，通信方式可分为串行通信和并行通信；按数据传送的方向与时间的关系，通信方式可分为单工通信、半双工通信和全双工通信。 并行通信与串行通信 并行通信用于计算机内部各部件之间或近距离设备之间的数据传输，串行通信用于计算机与计算机或计算机与终端设备之间远距离的数据传输。 新知讲授 四 （1）并行通信 并行传输，是指至少有8个数据位同时在两台设备之间传输。发送端与接收端有8条数据线相连，发送端同时发送8个数据位，接收端口同时接收8条数据位。 并行通信与串行通信 在计算机中，通常使用8个字节来表示一个字符。在进行近距离传输时，为获得较高的传输速率，使每个代码的传输延时尽量少，常采用并行传输方式。对于远距离来说，费用较高。 特点 新知讲授 四 （2）串行通信 串行通信方式，是指发送端一次只发送或接收一位数据位。在发送端和接收端之间只需要一条数据传输线路即可。 并行通信与串行通信 通信线路少，布线简便易行，施工方便，结构灵活，系统间协商协议，自由度及灵活度较高，因此在电子电路设计、信息传递等诸多方面的应用越来越多。传输速率慢，但成本低。 特点 新知讲授 四 通信线路可以划分为一个或多个信道，根据信道在某一时间信息传输的方向，通信又可以分为单工、半双工和全双工通信。 单工通信是指能通信双方传送的数据是一个方向，根据信息的流向可以确定发送端和接收端，数据只能从发送端到数据端。单工通信一般是二线制。 单工、半双工和全双工通信 （1）单工通信 新知讲授 四 （1）单工通信 单工、半双工和全双工通信 发送端 接收端 实例：广播电视是单工通信，信息只能从电视台发射并传输到各用户接收，而用户信息不能传输到广播电台或电视台。 新知讲授 四 （2）半双工通信 单工、半双工和全双工通信 实例：对讲机属于半双工通信 半双工通信是指通信双方传送的数据可以双向传输，但不能同时进行。发送和接收共用一个数据通路，若要改变数据的传输方向，需要利用开关进行切换。 发送端/ 接收端 接收端/发送端 新知讲授 四 （3）全双工通信 单工、半双工和全双工通信 实例：手机通信属于全双工通信 允许数据同时在两个方向上的传输，即通信的一方在发送信息的同时也能接收信息; 全双工一般采用四线制，一组用来发送消息，另一组用来接收信息。这种适合与计算机与计算机之间的通信。 发送端/ 接收端 接收端/发送端 新知讲授 四 单工、半双工和全双工通信对比图 新知讲授 四 （1）广播式通信 广播式通信、点到点式通信 若一台计算机使用通信信道发送数据时，所有其他的计算机都能“收听”到该数据。这种通信方式称为“广播式通信”，这种网络叫做广播式网络。 在广播式网络中，所有联网计算机都共享一个公共信道。 应用：总线型拓扑结构、环型拓扑结构和集线器组建的星型网络结构。 新知讲授 四 （2）点到点式通信 广播式通信、点到点式通信 在点到点网络中，每条物理线路连接一对计算机，两台计算机间可直接通信，若没有直接连接的线路，通信则通过中间节点的接收、存储、转发至目标节点，这样的通信称为”点到点式通信“，而相应的网络称为点到点式网络。 是否采用存储转发与路由选择是点到点式网络与广播式网络的重要区别。 应用：各种专用网、VPN广域网和交换机网等。 新知讲授 四 （1）基带通信 基带通信与宽带通信 由计算机或终端等数字设备产生的、未经调制的数字数据相对应的电脉冲信号就是基带信号，基带信号占有固有的频率范围称为基带频带，简称”基带”（Baseband)。 信道中直接传输这种基带信号方式的就叫基带通信。它是一种最简单、最基本的通信方式。适用于近距离的场合。 应用：局域网中的以太网、令牌环网 新知讲授 四 （2）宽带通信 基带通信与宽带通信 宽带是指比音频带宽更宽的频带，它包括大部分电磁波频谱，利用宽带进行的通信方式称为宽带通信。宽带通信可以模拟传输系统或数字传输系统，它能够在同一信道上进行数字信息和模拟信息的传输。在局域网中，通过把一个宽带信道划分多个逻辑基带子信道，宽带通信能够把声音、图像、数据等多媒体信息综合到一个物理信道上进行传输。 师生互动 五 1、利用搜索工具查询“数据通信方式”相关知识； 2、查询不同通信方式的应用场景； 3、根据理解，分组讨论点到点和广播通信的特点； 讨论 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。 任务二 通信系统的编码过程 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 1、通信系统编码技术 通信系统编码技术主要是指将原始信号通过编码方法转换为数字信号以供传输或存储的过程。编码技术可以有效地提高通信系统的可靠性、抗干扰能力和传输效率。编码/解码技术与之对应的就是编码/解码器（Codec）。 编码/解码技术用于实现模拟信号与数字信号之间的转换。编码是将模拟信号转换为数字信号的过程，通常采用脉码调制技术（PCM），解码则是将数字信号还原为模拟信号的逆过程。 新知讲授 四 2、脉冲调制技术（PCM）转换过程 量化 编码 采样 新知讲授 四 2、脉冲调制技术（PCM）转换过程 采样 采样是指通过某种频率的采样脉冲将模拟信号等间隔取样，变连续的模拟信号为时间离散信号的过程。 ■ 理论依据：香农采样定理 ■ 规则：采样频率大于或等于有效信号最高频率的两倍。 f采样频率>=2f信号最高频率 （为保真，以最高频率波形的采样频率为准） 新知讲授 四 2、脉冲调制技术（PCM）转换过程 量化的作用是将时间离散信号转换为幅度离散信号。 即把抽样取得的电平幅值按照一定的分级标度转化为对应的等级数字值，并取整数，这就把连续的电平幅值转换为离散的数字量。 ■ 注意事项：量化精度的选择，量化精度越高，信号的质量越好。 量化 新知讲授 四 2、脉冲调制技术（PCM）转换过程 将量化后的值编码成一定位数的二进制数值。通常，当量化级为N时，对应的二进制位数为log2N。 编码 师生互动 五 1、结合本节课的学习，讨论并行传输与串行传输的区别？ 2、我们生活中常用的“猫”有哪些类型？ 讨论 新知讲授 四 知识扩展----调制解调器（Modem） 调制解调器是Modulator(调制器)与Demodulator(解调器)的简称，中文称为调制解调器(港台称之为数据机)，根据Modem的谐音，亲昵地称之为"猫"。它是在发送端通过调制将数字信号转换为模拟信号，而在接收端通过解调再将模拟信号转换为数字信号的一种装置。Modem有各种各样的分类方法，例如按照接入Internet的方式不同，可将Modem分为拨号Modem和专线Modem；又例如按照接口类型不同，可将Modem分为外置Modem、内置Modem、PC卡式移动Modem等。 随堂练习 六 1、按照数字信号码元排列与组织方法的不同，通信方式可分为________和___________。 答案：并行通信 串行通信 解析：并行通信和串行通信是按数字信号码元排列与组织方法不同分类。 2、_________通信可以在同一时间作双向的通信。 答案：全双工 解析：全双工通信可以在同一时间进行双向通信。 随堂练习 六 3、脉码调制技术最初是将 _________信号转换为_______信号。 答案：模拟 数字 解析：脉码调制技术PCM是将电话模拟信号转换为数字信号。 4、PCM转换过程包括采样、__________和_________。 答案：量化 编码 解析：PCM转换过程包括采样、量化、编码 随堂练习 六 5、 数据信号一位一位向前传输的方式是（） A. 并行传输 B. 串行传输 C. 同向传输 D. 异向传输 答案：B 解析：串行传输是以比特（位）为单位,发送端一位一位地传送。 随堂练习 六 6、 电视广播所采用的通信方式是（） A. 单工通信 B. 双工通信 C. 半双工通信 D. 全双工通信 答案：A 解析：单工通信是指传送的信息始终是一个方向的通信。 课堂小结 七 谢谢 $$