第二章 数据通信概述（教案）《计算机网络技术与应用》（电工版第四版）《上好课》

《计算机网络技术与应用》（电工版 第四版） 课题 数据通信概述 课 型 新授课 课 时 2 授课班级 授课时间 90mins 授课教师 教材分析 授课对象为中职/高职通信、网络、物联网等相关专业学生，整体呈现基础不均衡、实践意愿强但抽象思维弱的特点。学生有基础计算机知识和零散通信实践经验，但缺乏专业理论支撑，易混淆相似概念，难以关联理论与生活，且知识点记忆零散。针对此，需结合生活案例降低理解难度，强化实践引导，梳理知识逻辑帮助学生构建框架。 学情分析 “数据通信概述”章节起到奠基和引导作用，既是后续专业知识点的学习基础，也是培养学生专业思维、衔接行业岗位的关键。教材编排遵循“基础-核心-应用”的逻辑，从案例导入、核心知识点到习题巩固，层层递进，贴合学生认知规律，注重理论联系实际。 教学目标 （1）掌握数据通信的基本概念 （2）理解数据通信系统的模型 （3）掌握数据通信系统模型的基本组成 （4）掌握数据通信系统的主要技术指标 教学重难点 数据与信号的关联及区别、波特率与比特率的辨析 教学方法 （1）问答法（2）讨论法（3）讲授法 课前准备 课件，多媒体教学设备 教学媒体 多媒体教室 教学过程 教学 环节 教师活动设计 学生活动设计 设计意图 第一课时 导入 今天上课前，咱们先来做一个 “头脑风暴”，大家跟着老师的问题想：如果现在咱们的校园里，突然没有了数据通信，咱们的学习和校园生活会变成什么样？ 学生思考、回答问题 通过学生的回答引入要讲的知识 新课 讲授 一、数据通信的基本概念 1、数据 数据是传递信息的实体，是信息的一种表现形式。数据分为模拟数据和数字数据两种。 2、 信息 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、图像等。 3、信号 信号（Signal）是数据信息的载体。分为模拟信号和数字信号。 （1） 模拟信号：是信息变化的细节丰富，能直观反映事件的趋势。 （2） 数字信号：便于记录和保存。 4、信道 信道是指两地间传输数据信号的通道，即信号的传输通道。 【师生互动】提出问题，课堂互动 ➸知识点背诵 信息、数据、信号三者之间的关系。 【答案】信息、数据和信号三者的关系是：信息一般用数据来表示，而数据通常需要转变为信号进行传输。 ➸例题分析 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。 2、 数据通信系统 1、数据通信系统模型 2、模拟通信 3、数字通信系统 【师生互动】提出问题，课堂互动 ➸知识点背诵 数据通信系统的三大基本组成是什么？ 【答案】信源、信道、信宿。 【解析】口诀：发—传—收（源系统发、传输系统传、目的系统收）。 ➸例题分析 模拟通信与数字通信的本质区别是（ ） A. 传输距离不同 B. 信道带宽不同 C. 传输信号是连续还是离散 D. 速率不同 【答案】C 【解析】模拟通信与数字通信的本质区别是传输的信号形式。 学生聆听、理解教师所讲授的内容 教师与学生互动，回答问题 学生聆听、理解教师所讲授的内容 教师与学生互动，回答问题 通过教师的讲解和演示，使学生了解数据数据、信号、信息等基本概念。 通过练习题巩固所学知识，加深对知识点的理解 通过教师的讲解和演示，使学生了解数据数据通信系统的组成部分及功能。 通过练习题巩固所学知识，加深对知识点的理解 课堂练习 1.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。 2.计算机中的信息都是用( )形式来表示的。 A. 图片 B. 文字 C. 数据 D. 静态 【答案】C 【解析】计算机中的信息都是以数字形式0和1来表示的。 3.对于信息特征的下列理解中，错误的是 ( ) A. 刻在甲骨上的文字说明信息具有载体依附性 B. 天气预报、军事情报等信息会因时间的推移失去原有的价值，说明信息具有时效性 C. 信息不会随着时间的推移而变化 D. 不同载体上的信息有可能是相同的 【答案】C 【解析】信息会随着时间、环境、事件的发展发生变化，比如实时路况、股票行情、新闻资讯等，都会随时间不断更新 4.下列关于信息和数据的关系，说法正确的是（ ） A. 信息就是数据，二者没有区别 B. 数据是信息的载体，信息是数据所表达的含义 C. 信息可以独立存在，不需要依赖数据 D. 数据经过处理后，一定能成为有价值的信息 【答案】B 【解析】数据是客观记录的符号，信息是数据经过加工处理后具有意义的内容。数据是载体，信息是内涵。 第二课时 导入 电脑里的 0 和 1，怎么变成电信号、光信号，在网线上“跑”起来？这就是我们今天这节课要解决的核心 ——数据怎么变成适合传输的信号。 学生思考、回答问题 通过学生的回答引入要讲的知识 新课 讲授 一、数据的编码与调制 1、编码：用数字信号承载数字数据或模拟数据，称为编码。 2、调制：用模拟信号承载数字数据或模拟数据，称为调制。 3、 数字数据的数字信号编码方法 （1） 曼彻斯特编码 （2） 不归零编码 4、 模拟数据的数字信号编码--脉冲编码调制方法 （1） 采样；（2）量化；（3）编码； 5、 数字数据的模拟信号调制方法 （1）幅移键控法 （2）频移键控法 （3）相移键控法 6、模拟数据的模拟信号调制方法 （1）幅值调制 （2）频率调制 二、数据通信的常用术语及主要技术指标 1、常用术语 （1）码元：是对网络中传输的二进制数字每一位的通称，也常称为“位”或 bit。 （2）噪声源：计算机网络中的噪声源是指通信过程中产生干扰的来源，包括信道自身的噪声以及周围环境对信道的干扰。 （3）信道容量：信道容量是指信道能传输信息的最大能力，一般以单位时间内最大可传输信息的位数表示。 （4）响应时间：指从发送一条信息到收到回答的时间。 （5）数据传输速率：指通信线上传输信息的速度。 （6）差错控制：在传输的过程中，自动检测差错并进一步自动校正。解决方法是采用检错码和纠错码。 2、主要技术指标 （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。 （2）误码率 误码率是指在数据传输中的错误率，以在接收的码元中的错误码元占总传输码元的比例来衡量。在计算机网络中一般要求数字信号误码率低于10~6。 （3）波特率 波特率是指数据信号对载波的调制速率，用单位时间内载波调制状态改变次数来表示，单位为波特。 （4）比特率 比特率是数字信号的传输速率，用单位时间内传输二进制代码的有效位（bit）数来表示，单位为bit/s、Kbit/s和Mbit/s等。 【师生互动】提出问题，课堂互动 ➸知识点背诵 用__________承载数字数据或模拟数据，称为编码。 【答案】数字信号 【解析】编码是将数据转换为数字信号的过程，即用数字信号承载数据，属于基带传输的信号处理方式。 ➸例题分析 曼彻斯特编码属于（ ） A. 数字数据→数字信号 B. 数字数据→模拟信号 C. 模拟数据→数字信号 D. 模拟数据→模拟信号 【答案】A 【解析】曼彻斯特编码（Manchester Encoding）是一种基带传输编码方式，它将数字数据（0和1）转换为数字信号。 学生聆听、理解教师所讲授的内容 教师与学生互动，回答问题 通过教师的讲解和演示，使学生了解数据编码与调制及主要技术指标 通过练习题巩固所学知识，加深对知识点的理解 课堂 练习 1.数据通信中，误码率越低，说明系统（ ） A. 速率越高 B. 可靠性越高 C. 带宽越大 D. 时延越小 【答案】B 【解析】误码率= 传输中出错的比特数 / 传输的总比特数。误码率是衡量数据传输准确性的核心指标。 2.波特率表示的是（ ） A. 每秒传输比特数 B. 每秒传输码元数 C. 错误码元占比 D. 最大传输速率 【答案】B 【解析】波特率描述的是信号波形变化的快慢，即每秒传输的码元数；而实际传输的数据量（比特数）还取决于每个码元携带多少比特信息。 3.PCM 的三个步骤：采样、_________、_________。 【答案】量化；编码 【解析】"采量编" —— 采样、量化、编码，从模拟到数字的三级跳。 课堂小结 本节课我们学习了数据通信的核心概念，掌握了系统由信源、信道、信宿三大基本部分构成，区分了模拟与数字通信、不同传输方式的特点，明确了编码与调制的区别，理解了比特率、波特率、误码率等关键性能指标，建立起完整的数据通信基础认知，为后续深入学习奠定了理论基础。 课后作业 1、总结数据通信模型的组成部分； 2、课后练习题； 板书设计 教学评价 以概念识记、概念辨析、简单应用为核心，通过课堂提问、选择填空练习，检测学生对通信系统组成、编码调制、性能指标的掌握情况；重点评价学生能否区分易混概念、将理论对应生活通信场景，及时反馈薄弱点并补讲。 教学反思 精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $