2.2 互联网的数据传输和编码原理 教案 2024—2025学年重大版（2023）初中信息科技七年级上册

重庆市商务学校备课教案 七年级信息技术刘亭亚 课题 2.2互联网的数据传输和编码原理 拟用1课时 年 月 日 教 学 目 标 1.认识互联网，了解互联网的基本规则； 2.了解网络体系的概念，熟悉其中的TCP/IP参考模型； 3.熟悉互联网中需要遵循的网络协议； 4.了解互联网的数据编码技术。 德育教育 激发学生主动学习的兴趣，树立正确的信息意识。 重点 认识互联网，了解互联网的数据编码技术。 难点 掌握网络中的数据交换技术。 教具 多媒体课件。 教法 教师讲解、小组讨论、独立思考 课型：新课 作业 板书设计 标注 教师活动 学生活动 一、引入 探究网络购物时数据的传输方式 人们在网上购物时，通常是通过家庭小型局域网接入互联网的。目前，家庭加入互联网有多种方式，其中最有代表性的是ADSL技术和FTTH技术。这两种技术是什么？它们又是如何工作的呢？请大家组成学习小组，通过网络、书籍等渠道探究网络购物时数据是如何在互联网中传输的。 二、知识链接 1.数据交换技术 接入网络的计算机，需要不时地发送请求或接收反馈，以保证网络连接不会断开。所以网络中计算机之间必然要交换数据，这就要用到数据交换技术。数据交换技术可分为三类：电路交换、报文交换和分组交换。 （1）电路交换 采用电路交换技术时，需要在通信双方之间建立一条通道，所有的数据都通过这条通道实时传输。 电路交换的实时性非常好，适合需要持续交互的应用场景。例如，传统的电话网就采用了这种交换技术。 在电路交换过程中，无论通信双方是否传输数据，建立的通道都会被一直占用，因而使用率比较低。 （2）报文交换 报文交换技术不要求在通信双方之间建立物理通道，发送方把发送的数据作为整体发给网络中的交换设备，这些交换设备依次传递，最终把数据发送到目的地。收发电报时，主要采用这种交换技术。 采用报文交换技术时，每次转发数据只占用网络中的一小段线路，空闲的线路可供其他通信任务使用。这样一来，就可以提高整个网络的使用率。不过由于需要不断地存储和转发，报文交换的延时比较严重，不适合实时性要求高的应用场景。 （3）分组交换 分组交换（包交换）与报文交换相似，但分组交换时每次传送的数据长度是有限的，原来的信息会按照限定大小分成许多个“小包”，这些“小包”可以沿同一线路按顺序发送和接收，也可以沿不同的线路随机发送和接收。按顺序收发属于虚电路交换，随机收发属于数据报交换。 采用虚电路交换时，需要在发送方和接收方之间建立一条逻辑通道，通道上的每个节点都要服从安排，按顺序传输数据“小包”，就好像有一条专用通道一样。虚电路在数据交换结束后会自动释放。与电路交换的不同在于，各节点不是某虚电路独占的，它们仍可用于传输其他数据。 采用数据报交换时，不同的数据“小包”可以通过不同的路径到达目的地，而且先发的“小包”不一定先到，后发的“小包”不一定后到。因此，“小包”中要含有关于次序的信息。接收“小包”的设备根据次序，把收到的“小包”重新组装起来，恢复成原来的信息。 3种数据交换技术各有特点。对于实时性要求高的交互式传输，电路交换最合适，不宜采用报文交换；对于实时性要求不高的传输任务，报文交换最经济合算；分组交换技术则可以兼有前两者的优点。 三、方法与工具 1.数据编码技术 信息在不同介质中传输就需要对数据进行编码。 IP生成的网络包只是存放在内存中的一串数字信息，没有办法直接发送给对方。因此我们需要将数字信息转换成电或光信号，才能在传输介质上传输。这种将传输数据用不同形式的传输信号进行表示的处理技术称为数据编码技术。 模拟信号与数字信号的通信特点见表2.3。为了在不同环境进行数据传输，我们必须将表示数据的信号进行相应的转换后再进行传输，如数字信号模拟传输或模拟信号数字传输。 数据在传输过程中采用的处理方式简称为数据传输方式。 2. ADSL技术 ADSL（AsymmetricDigitalSubscriberLine，非对称数字用户线路）是一种利用架设在电线杆上的金属电话线来进行高速通信的技术。用户端路由器发出的网络包通过ADSLModem和电话线到达网络运营商。其中，Modem（调制解调器）是Modulator（调制器）与Demodulator（解调器）的简称，根据Modem的谐音，亲昵地称为“猫”，如图2.10所示。 由于在数字信号通信方式中，信号传输距离近、抗干扰能力弱，并不适合远距离传输，为了使数字信号能进行长距离的可靠传输，常常将数字信号“搭载”到一个高频的模拟信号上进行传输。因此使用ADSLModem在其中实现数字信号与模拟信号互换，整个过程分为调制和解调两个部分。 •调制：由发送端将数字数据信号转换成模拟数据信号的过程。 •解调：在接收端把模拟数据信号还原为数字数据信号的过程。 3. FTTH技术 随着网络技术的不断成熟，现在大部分的家庭和单位接入网络都是使用FTTH（FiberToTheHome）技术，也就是常说的光纤到户。 FTTH的关键点在于光纤的使用。光纤是光导纤维的简称，是一种由玻璃或塑料制成的纤维，可作为光传导工具。通过在光纤里面的纤芯中的光信号来传输数字信息是非常简单的，亮表示1，暗表示0。 四.扩展阅读 1.5G技术 5G是第五代移动通信技术的简称，是最新一代蜂窝移动通信技术，主要特点是波长为毫米级、超宽带、超高速度、超低延时。1G实现了模拟语音通信，手机没有屏幕只能打电话；2G实现了语音通信数字化，手机有了小屏幕可以发短信；3G除了实现了语音通话外，还能传输图片等多媒体信息，手机屏幕变大可以查看图片；4G实现了高速上网，大屏手机可以观看视频。1G—4G都是着眼于人与人之间更方便快捷地通信，而5G将实现随时随地万物互联。 五.思考与练习 基础部分 1. 用自己的理解简述互联网中为什么要对数据进行编码。 2. 绘制流程图解释数据是如何进入互联网的。 拓展部分 1. 搜集资料，生成一份调查报告解释在调制解调器调制的过程中数字信号、振幅调制、相位调制与正交振幅调制的波形有什么不同。 2. 总结现在使用光纤上网时的两种方式各有什么特点。 六、小结 教后记 本节课通过生动的例子，向学生们解释了互联网数据传输和编码原理，将复杂概念简单化，能激发学生兴趣，让信息科技学习更有趣味性。 5 学科网（北京）股份有限公司 $$