专题二 数据通信基础（讲义）《计算机网络基础》（河北科学技术出版社）高考备考讲练测（河北省）

专题二 数据通信基础（讲义） ---《计算机网络基础》专题复习讲练测 [考纲要求] 1. 理解模拟信号与数字信号 2. 熟悉基带信号、频带信号和宽带信号 3. 熟悉数据通信系统的组成 4. 理解单工、半双工、全双工通信 5. 理解采样、量化、编码等各个步骤完成实际操作 [课时安排] 2课时 [知识梳理] 1、 数据通信系统概述 1. 模拟信号和数字信号 （1）模拟信号 连续变化的电信号，波形平滑、取值连续，无间断。特点：易受电磁干扰、传输损耗大、保密性差，适合长距离传统通信。 （2） 数字信号 离散的脉冲信号，只有固定取值，计算机以0、1二进制表示，波形突变、不连续。特点：抗干扰能力强、传输质量高、保密性好、可纠错，是现代计算机网络主流信号。 2. 基带信号、频带信号和宽带信号 信号 是否调制 主要特点 典型应用 基带信号 未调制 频谱从 0 开始，含低频/直流分量 局域网 频带信号 已调制 频谱搬移到高频段 长途电话、无线电通信 宽带信号 多路调制合成 多路信号复用同一信道 有线电视、宽带接入 3. 数据通信系统 数据通信系统是实现数据从一点传送到另一点所需的全部技术设备和传输媒介的总称。 （1）信源：消息的产生地，把消息转换成原始电信号，即基带信号。如计算机、电话机、摄像机。 （2）信宿：消息的接收方，接收并还原信息。 （3）信道：信号传输的媒介。 （4）发送/接收设备：分别完成编码调制与解调译码等信号变换。 2、 通信的基本方式 1. 串行通信与并行通信 （1）并行通信 多个数据位同时在多条传输线上一起传送。 优点：传输速度快； 缺点：线路多、成本高，远距离传输干扰大，适合短距离。 （2）数据位一位接一位，在一条传输线上依次发送。 优点：线路少、成本低，抗干扰好，适合远距离； 缺点：相同时钟下速度比并行慢。 2. 单工、半双工、全双工通信 按消息传送的方向与时间关系，点对点通信分为单工、半双工、全双工三种。 （1）单工通信：数据只能单方向传输，一方固定发送、一方固定接收。如计算机→打印机、遥控遥测。 （2）半双工通信（双向交替通信）：双方都能收发，但同一时刻只能一方发送、另一方接收，不能同时双向。如对讲机。 （3）全双工通信：双方可同时双向收发数据。如普通电话、手机。 3. 基带通信与宽带通信 3、 通信系统的编码过程 （1）采样：每隔固定时间取模拟信号的瞬时值，让信号时间离散，要满足奈奎斯特采样定理防止失真。 （2）量化：把采样得到的无限多种电压值归为有限个等级，让信号幅度离散，会产生量化噪声。 （3）编码：将量化后的等级转换成二进制 0、1 代码，得到数字信号。 4、 同步技术与多路复用技术 1. 同步技术 （1） 同步传输方式 以数据帧（数据块）为单位连续发送，字符之间没有间隔。依靠统一时钟实现同步，用帧标志区分帧首尾，不需要每个字符加起止位。 特点：开销小、传输效率高，适合高速大数据传输。 （2） 异步传输 以字符为独立单位发送，字符之间时间不固定。每个字符加起始位、停止位标记边界，收发双方只在一个字符内保持同步。 特点：实现简单，效率较低，适合低速传输。 2. 多路复用技术 复用 划分依据 典型应用 频分复用 FDM 频率：不同频段，互不重叠 无线电广播、有线电视 时分复用 TDM 时间：轮流占用时间片 数字电话 波分复用 WDM 波长：光的频分 光纤通信 码分复用 CDM 码型 移动通信 5、 数据交换技术与差错控制技术 1. 数据交换技术 交换 原理 优点 缺点 电路交换 建立专用通路、独占 时延小、透明传输 建立慢、利用率低 报文交换 整报文存储-转发 利用率高 转发时延大 分组交换 等长分组存储-转发 利用率高、灵活 有额外开销 2. 差错控制技术 （1）检错码：只能检测错误，如奇偶校验、CRC 循环冗余校验。 ①奇偶校验：加 1 位校验位，使码字中"1"的个数为奇数（奇校验）或偶数（偶校验），只能检错、不能纠错。 ②CRC 循环冗余校验：检错能力强，是应用最广泛的检错方法，广泛用于局域网和网络通信。 （2）ARQ 自动重传请求（检错重发）：接收端检测到差错就通知发送端重发，直到正确为止。 （3）FEC 前向纠错：接收端自行纠正错误，无需发送端重发。 [限时练习] 1.大多数局域网采用的传输方式是（ ）。 A. 频带传输　　 B. 基带传输　　 C. 宽带传输　　 D. 模拟传输 【答案】B 【解析】局域网距离近、信号衰减小，直接采用未经调制的基带信号传输。 2.数据通信系统中，产生和发送信息的一端称为（　）。 A. 信源　　 B. 信宿　　 C. 信道　　 D. 噪声源 【答案】A 【解析】产生和发送信息的一端是信源；接收信息的一端是信宿；信道是传输媒介；噪声源是干扰。 3.下列通信方式中，能同时进行双向数据传输的是（　）。 A. 单工　　 B. 半双工　　 C. 全双工　　 D. 串行通信 【答案】C 【解析】全双工允许双方同时收发；单工只能单向；半双工虽双向但不同时；串行通信是按数据位数划分的另一维度。 4.目前计算机网络采用的主要交换方式是（　）。 A. 电路交换　　 B. 分组交换　　 C. 报文交换　　 D. 混合交换 【答案】B 【解析】分组交换将数据划分成等长分组逐个存储转发，是目前计算机网络采用的主要方式；电路交换用于传统电话网，报文交换时延大已少用。 5.接收端检测到错误后，通知发送端重新发送的差错控制方式是（　）。 A. ARQ　　 B. FEC　　 C. 奇偶校验　　 D. CRC 【答案】A 【解析】ARQ：自动重传请求，是检错后重发；FEC 是收端自行纠错不重发；奇偶校验、CRC 只是检错方法，不含"重发"机制。 6.把信道按时间片轮流分配给多路信号的复用技术是（　）。 A. 频分复用　　 B. 码分复用　　 C. 波分复用　　 D. 时分复用 【答案】D 【解析】时分复用以"时间"为分割对象，多路信号轮流占用信道；频分复用按频率、波分按波长、码分按码型。 7.分组交换把数据划分成等长分组逐个存储转发。（　） 【答案】对 【解析】分组交换将数据划分成等长的分组，逐个存储转发，这是它的核心特征。 8.信源的作用是把消息转换成原始电信号，即基带信号。（　） 【答案】对 【解析】信源是消息的产生地，把各种消息转换成原始电信号，即基带信号。 9.奇偶校验既能检测错误也能纠正错误。（　） 【答案】错 【解析】奇偶校验只能检测错误，不能纠正错误。 10.基带信号经过调制、频谱搬移到高频段后形成的信号是________信号。 【答案】频带 【解析】为了在模拟信道（如传统的电话线、无线电波）中传输，需要将基带信号经过调制，将其频谱搬移到高频载波上。这种经过调制、适合在信道中传输的信号被称为频带信号或已调信号。 11. 数据传输的同步技术有两种： __________和异步传输。 【答案】同步传输 【解析】数据传输的同步技术有两种：同步传输和异步传输。 12. 计算机内传输的信号是________，而公用电话系统的传输系统只能传输_______。 【答案】数字信号; 模拟信号 【解析】计算机内传输的信号：计算机是典型的数字设备，其内部处理和传输的都是离散的数字信号。公用电话系统的传输介质和信道只能传输模拟信号。 [内容小结] 1. 按流程记忆：信号→传输方式→数字化→复用同步→交换→差错控制，形成完整知识链。 2. 对比考点：将串行/并行、同步/异步、三种交换等知识点，重点记区别、优缺点、适用场景。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $