专题五 编码形式和单位换算（讲义）-《计算机网络基础》高考备考讲练测（广西）

专题五 编码形式和单位换算 【考纲要求】 知识要点 考试条目 1．认知计算机网络 （7）了解常见网络信息编码形式（非归零编码、曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码） （7）和存储单位的概念，会进行存储单位的换算; 【课时安排】 2课时 【知识梳理】 考点 常见网络信息编码形式 一、 不归零制编码（Non-Return-to-Zero, NRZ） 原理： NRZ-L（电平编码）：用固定的电平表示二进制数据。 高电平（+V）表示 1，低电平（-V）表示 0。 NRZ-I（翻转编码）：电平在遇到 1 时翻转，遇到 0 时保持。 数据 1 → 电平翻转（如高→低或低→高）； 数据 0 → 电平不变。 优点：编码简单，效率高（100% 带宽利用率）。 缺点：无内置同步信号，接收端需额外同步机制；连续多个相同比特时信号无变化，易丢失同步。 应用：早期串口通信（如 USB 低速模式）、存储设备内部数据传输。 二、曼彻斯特编码（Manchester Encoding） 原理： 每个比特周期中间有一个跳变： 高→低跳变表示 1，低→高跳变表示 0（或反之，取决于实现）。 跳变既代表数据，也作为时钟同步信号（自同步）。 优点：自带同步信号，无需额外时钟线；抗干扰能力强。 缺点：每个比特需 2 个信号状态，编码效率低，带宽利用率仅 50%。 应用：传统以太网（10Mbps）、令牌环网。 三、差分曼彻斯特编码（Differential Manchester Encoding） 原理： 比特周期开始处的跳变表示数据，中间跳变仅用于同步： 开始处跳变表示 0，不跳变表示 1（依赖前一个比特的电平状态）。 中间跳变固定用于时钟同步。 优点：抗干扰能力优于曼彻斯特编码，同步更稳定。 缺点：编码复杂度较高，效率仍为 50%。 应用：令牌环网、某些局域网协议。 四、三种编码对比表 编码特性对比表 特性 非归零编码（NRZ） 曼彻斯特编码 差分曼彻斯特编码 同步方式 外部时钟 自同步（中间跳变） 自同步（开始跳变） 编码效率 100% 50% 50% 抗干扰能力 低 中 高 典型应用 串口、存储内部 10Mbps 以太网 令牌环网 考点 单位换算 存储单位用于衡量数据的大小，分为 位（bit） 和 字节（Byte） 为基础的二进制 / 十进制体系。 一、基本概念 位（bit, b）：最小存储单位，取值 0 或 1。 字节（Byte, B）：基本存储单元，1 Byte = 8 bit。 字（Word）：处理器一次处理的数据长度（如 32 位、64 位），与存储单位无固定换算。 二、二进制存储单位（计算机内部使用，2^10 进制） 数据存储单位换算表 单位 换算关系 说明 千字节 小型文件（如文本文件） 兆字节 图片、音乐片段 吉字节 视频、大型软件 太字节 硬盘、服务器存储 拍字节 数据中心级存储 三、十进制存储单位（存储设备厂商使用，10^3 进制） 厂商为简化标注，采用十进制换算（1000 进制），导致实际可用容量小于标称值： 存储单位换算关系表 单位 换算关系 系统显示差异（以 1TB 为例） 千字节 兆字节 吉字节 太字节 换算公式与示例 二进制→二进制：直接按 2^10 递增（如 512 KB = 512 × 1024 B = 524,288 B）。 十进制→二进制（厂商标称转系统显示）： 实际容量（GB）= 标称容量（TB）× 10^12 / 1024^4 ≈ 标称值 × 0.931 例：1TB 硬盘 = 1000×1000×1000×1000 B = 10^12 B 系统显示：10^12 ÷ 1024^4 ≈ 931.32 GB 注意区分： 网络传输速率单位为 bit/s（如 100Mbps=100 兆比特 / 秒）。 存储容量单位为 Byte（如 1MB=1024×8 bit）。 【限时练习】 1.下列关于 NRZ-I 编码的描述，正确的是（ ） A. 高电平表示 1，低电平表示 0 B. 遇到 1 时电平翻转，遇到 0 时保持 C. 遇到 0 时电平翻转，遇到 1 时保持 D. 每个比特中间必有跳变 答案：B 2.曼彻斯特编码的带宽利用率为（ ） A. 100% B. 75% C. 50% D. 25% 答案：C 3.差分曼彻斯特编码通过（ ）方式表示数据 A. 中间跳变方向 B. 起始跳变有无 C. 电平高低 D. 翻转频率 答案：B 4.下列编码中抗干扰能力最强的是（ ） A. NRZ-L B. 曼彻斯特编码 C. 差分曼彻斯特编码 D. NRZ-I 答案：C 5.下列关于 RZ 编码的描述错误的是（ ） A. 每个码元周期内会归零 B. 自带同步信息 C. 带宽效率高于 NRZ D. 适合变压器耦合传输 答案：C 6.存储单位中，1Byte 等于（ ） A. 4bit B. 8bit C. 16bit D. 32bit 答案：B 7.NRZ 编码包含内置同步信号，无需外部时钟。（ ） 答案：× 8.差分曼彻斯特编码的中间跳变仅用于同步，不表示数据。（ ） 答案：√ 9.曼彻斯特编码的抗干扰能力低于差分曼彻斯特编码。（ ） 答案：√ 10.厂商标注的存储容量采用二进制换算。（ ） 答案：× 11.NRZ-I 编码中，数据 0 对应电平翻转，数据 1 对应电平保持。（ ） 答案：× 12.令牌环网同时支持曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码。（ ） 答案：× 13.曼彻斯特编码通过________跳变实现自同步。 答案：每个比特周期中间 14.差分曼彻斯特编码中，起始处跳变表示________，不跳变表示________。 答案：0，1 15.1GB 二进制存储容量等于________MB。 答案：1024 【内容小结】 学科网（北京）股份有限公司 $$