专题1 数据通信的基本概念与方式（课件）-山东省（春季高考）网络技术类《网络技术知识》考纲讲练测
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精品
内容正文：
专题1 数据通信的基本概念与方式
山东省春季高考 网络技术类
考纲讲练测
编写说明：本专辑为山东省（春季高考）网络技术类《网络技术知识考纲讲练测》，严格依据山东省春季高考网络技术类专业考试大纲编写，精准对标考纲，兼顾考点覆盖与实战应用。每套讲练测提供讲义、课件、练习三大配套教学文件，贯穿九大核心环节：考点解读、思维导图、知识梳理、背诵环节、常考题、模拟题、课堂练习、课堂小结及课后测验，形成“讲-练-测-评”闭环式教学与复习逻辑，助力考生夯实基础、突破重难点。
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考点解读
考纲要求① 了解数据通信的基本概念
考纲要求② 掌握数据通信方式
教材依据 数据通信的基本概念与信道容量
教材依据 数据通信系统的主要技术指标
教材依据 单工、半双工和全双工通信
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思维导图
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知识梳理
数据通信的基本概念
两个实体间的数据传输和交换
通过不同的方式和传输介质
连接终端与计算机
连接计算机与计算机
完成三项通信任务
数据通信要完成的任务
数据传输：把数据从一端送到另一端
信息交换：双方按约定交换所传信息
通信处理：对传输过程进行控制管理
连接对象：终端与计算机、计算机
地位：在计算机网络中十分重要
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知识梳理
信息与数据的关系
信息是对客观事物的反映
数字化后的信息称为数据
数据是信息的载体
信息是数据的内在含义
二者既有区别又不可分
信息与数据对照
信息：对客观事物的反映
数据：数字化的信息，是载体
内在含义：信息是数据的内在含义
模拟数据：取连续值，如声音强度
数字数据：取离散值，如成绩名次
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知识梳理
模拟数据与数字数据
取连续值的是模拟数据
取离散值的是数字数据
声音强度可以连续变化
成绩、名次取离散值
计算机用数字形式表示
两类数据的对照
模拟数据 数字数据
取连续值 取离散值
声音强度 成绩
灯光亮度 名次
连续变化 取值均为离散
表示方式 都用数字形式表示
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知识梳理
信道与信道的分类
信道是传送信号的通道
物理信道由传输介质组成
逻辑信道靠节点内部连接
可按使用权限、介质分类
也可按传输信号种类分
信道是怎样分类的
使用权限 专用、共用信道
传输介质 有线、无线、卫星
信号种类 模拟、数字信道
两种形式 物理、逻辑信道
物理信道 传输介质及设备
逻辑信道 节点内部连接实现
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知识梳理
信道容量
是信道的极限传输速率
与信道带宽有关
与信号平均功率有关
与噪声平均功率有关
单位是 bps
计算式：C=B log₂(1+S/N)
C：信道容量（bps）
B：信道带宽（Hz）
S：信号平均功率（W）
N：噪声平均功率（W）
结论：带宽一定时，单位时间
内能传输的最大信息量
就是信道容量
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知识梳理
码元与码字
一个数字脉冲是一个码元
码元是最小编码单位
每 1 位二进制数字称码位
码元组成的序列叫码字
7 位 ASCII 中即字母 A
码元、码位与码字
码元：数字脉冲，最小编码单位
码位：每 1 位二进制数字
码字：码元组成的序列
举例：1000001 有 7 个码元
字母：7 位 ASCII 中为 A
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知识梳理
比特率与波特率
比特率是数字信号传输速率
单位是比特/秒（bps）
波特率是调制速率
也称波形速率
单位是波特（Baud）
两个速率指标
项目 说明
比特率 每秒传送的有效二进制位数
单位 bit/s（bps）
波特率 每秒传送的波形个数
单位 波特（Baud）
关系 N=2 时两者数值相等
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知识梳理
比特率与波特率的关系
N=2 时脉冲频率即比特率
N>2 时码元携带更多比特
N=4 时一个码元带 2 比特
此时数据传输速率 S=2×B
提高码元携带比特数可提速
关系式：S=B log₂N
S：数据传输速率（bps）
B：脉冲频率，即波特率
N：调制电平数
N=2 时 1 码元 = 1 比特
此时 S=B
N=4 时 1 码元 = 2 比特
此时 S=2×B
每秒脉冲数一定时
可用多值码元提高传输速率
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知识梳理
误码率
又称错误率
衡量传输可靠性
出错的位数与总位数之比
传输总量很大时才成立
误码率过高会降低效率
计算式：Pe=Ne/N
Pe：误码率
Ne：出错的位数
N：传送的总位数
误码率是无单位的比值
它在数值上等于
出错的位数与
传送的总位数之比
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知识梳理
吞吐量与传播延迟
吞吐量是处理的信息总量
单位是字节/秒或位/秒
单信道总线型网络有算式
传播延迟又称时延
与距离和传播速度有关
吞吐量 = 信道容量 × 传输效率
（单信道总线型网络）
传播延迟：信号从信源端
到达信宿端所需的时间
与收发两端之间的距离有关
也与信号传播速度有关
在共享信道型局域网中
（例如以太网）
它是一个重要参数
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知识梳理
单工通信
信息只能在一个方向上传送
一端只发送，另一端只接收
发送方不能接收
接收方也不能发送
例：无线电广播、电视广播
单工通信的三个要点
传送方向：只能单向，不能反向
两端角色：一端发、一端收
信道需求：一条传输线路即可
典型应用：无线电、电视广播
记忆点：只发不收、只收不发
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知识梳理
半双工通信
双方可交替发送和接收
但不能同时发送和接收
双方都具有收发功能
只需要一条传输线路
例：无线电台、对讲机
半双工的四个要点
要点 说明
方向 可交替收发，不能同时
线路 只需要一条传输线路
功能 双方都具有收发功能
设备 比单工复杂比全双工简单
应用 无线电台、对讲机
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二级
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知识梳理
全双工通信
双方可同时双向传输
双方都必须能同时收发
需要两个信道分别传送
性能最好、设备最复杂
计算机网络中应用最广
三种数据通信方式对比
通信方式 主要特点
单工 只能单向传送
半双工 可交替收发
全双工 可同时双向
设备 全双工最复杂
应用 广播、对讲机、网络
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知识梳理
三种数据通信方式的比较
单工：信息只能单向传送
半双工：可交替收发，不能同时
全双工：可同时双向，两个信道
设备：单工最简单、全双工最复杂
应用：广播、对讲机、计算机网络
图1 三种数据通信方式示意
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背诵环节
1．什么是数据通信？它要完成哪些任务？
【答案】数据通信是两个实体间的数据传输和交换。它通过各种不同的方式和传输介质，把处在不同位置的终端和计算机、或计算机与计算机连接起来，从而完成数据传输、信息交换和通信处理等任务。数据通信在计算机网络中占有十分重要的地位，是网络通信的基础。
2．信息与数据是什么关系？模拟数据和数字数据有什么区别？
【答案】信息是对客观事物的反映，数据是信息的载体，信息则是数据的内在含义或解释；信息可以用数字的形式表示，数字化的信息称为数据。取连续值的数据称为模拟数据，如声音的强度、灯光的亮度；取离散值的数据称为数字数据，如成绩、名次。计算机中的信息都用数字形式表示。
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背诵环节
3．什么是信道？信道可以怎样分类？
【答案】信道是传送信号的一条通道，分为物理信道和逻辑信道。物理信道是由传输介质及其附属设备组成的物理通路；逻辑信道是在物理信道基础上由节点设备内部的连接实现的信息通路，收发节点之间不一定存在与之对应的物理传输介质。信道按使用权限、传输介质、传输信号种类三种依据分类。
4．什么是信道容量和信道带宽？
【答案】信道容量是信道的极限传输速率，即单位时间内所能传输的最大信息量，教材给出的计算式为 C=B log₂(1+S/N)，它与信道带宽、接收端信号平均功率和噪声平均功率有关。信道带宽是指信道所能传送的信号频率宽度，其值为最高频率与最低频率之差，带宽越大传输速率越大。
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背诵环节
5．比特率与波特率有什么区别？
【答案】比特率是数字信号的传输速率，表示单位时间内所传送的二进制代码的有效位数，单位是比特/秒（bps）；波特率是一种调制速率，也称波形速率，指每秒钟传送的波形个数，单位是波特。两者含义与单位不同，但仅在 N=2 时脉冲频率才等于数据传输速率。
6．什么是单工、半双工和全双工通信？
【答案】单工通信中信息只能在一个方向上传送，如无线电广播和电视广播；半双工通信的双方可交替发送和接收，但不能同时收发，只需要一条传输线路，如航空和航海的无线电台、对讲机；全双工通信双方可同时双向传输，需要两个信道，性能最好、设备最复杂，在计算机网络中应用最广。
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常考题
1．数据通信系统要完成的任务不包括（ ）。
A、数据传输 B、信息交换 C、通信处理 D、数据处理
【答案】D
【解析】数据通信要完成数据传输、信息交换和通信处理三项任务。
2．信道按使用权限可分为（ ）。
A、物理信道和逻辑信道 B、专用信道和公共信道
C、模拟信道和数字信道 D、有线信道和无线信道
【答案】B
【解析】信道按使用权限分为专用信道和公共信道；按传输介质分为有线信道和无线信道；
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常考题
3．数据传输速率公式 S=B log₂N 中，N 表示（ ）。
A、信道内噪声的平均功率 B、调制电平数
C、每秒钟传送的波形个数 D、传送的总位数
【答案】B
【解析】S=B log₂N 中，B 为波特率，N 为调制电平数，S 为数据传输速率（比特率）。
4．误码率过高会（ ）。
A、使信道带宽变宽 B、使传输速率提高
C、极大地降低数据通信的效率 D、使信道容量增大
【答案】C
【解析】误码率过高会极大地降低数据通信的效率。
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常考题
5．吞吐量的单位是（ ）。
A、波特 B、赫兹 C、字节/秒或位/秒 D、秒
【答案】C
【解析】吞吐量是单位时间内整个网络能够处理的信息总量，单位是字节/秒或位/秒；
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常考题
6．（简答题）比特率与波特率有什么区别与联系？写出二者的关系式。
【答案】
（1）含义不同：比特率是数字信号的传输速率，表示单位时间内所传送的二进制代码的有效位数；波特率是一种调制速率，也称波形速率，表示每秒钟传送的波形个数。
（2）单位不同：比特率的单位是 bit/s（bps），波特率的单位是波特（Baud）。
（3）联系：二者由数据传输速率公式 S=B log₂N 相互换算，S 为比特率，B 为波特率，N 为调制电平数（一个码元所取的离散状态数）。
（4）数量关系：只有当 N=2（一个码元只携带 1 位二进制信息）时，比特率与波特率的数值才相等；N>2 时一个码元携带 log₂N 位信息，比特率大于波特率。
【解析】比特率数的是每秒二进制位数、波特率数的是每秒波形个数，二者由 S=B log₂N 换算，只有 N=2 时数值相等。
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模拟题
1．（单项选择题）关于信息与数据的关系，下列表述正确的是（ ）。
A、数据是信息的内在含义或解释 B、信息是数据的载体
C、信息是数据的内在含义或解释 D、二者含义完全相同
【答案】C
【解析】数据是信息的载体，信息则是数据的内在含义或解释。
2．（单项选择题）下列数据中，属于模拟数据的是（ ）。
A、成绩 B、名次 C、灯光的亮度 D、学生人数
【答案】C
【解析】灯光的亮度可以连续变化，取连续值的数据是模拟数据；
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模拟题
3．（单项选择题）关于逻辑信道，下列说法正确的是（ ）。
A、由传输介质及其附属设备组成 B、由节点设备内部的连接实现
C、与物理信道完全等同 D、不需要任何传输介质即可存在
【答案】B
【解析】物理信道是由传输介质及其附属设备组成的物理通路；
4．（单项选择题）由 C=B log₂(1+S/N) 可知，在其他条件不变时，噪声平均功率增大，信道容量将（ ）。
A、增大 B、减小 C、不变 D、先增大后减小
【答案】B
【解析】式中 N 是信道内噪声的平均功率，N 增大时 1+S/N 变小，取对数后随之变小。
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模拟题
5．（单项选择题）在数字传输中，每一个数字脉冲称为（ ）。
A、比特 B、码元 C、码字 D、字节
【答案】B
【解析】一个数字脉冲称为一个码元，它是构成信息编码的最小单位；
6．（单项选择题）三种数据通信方式中，设备最简单的是（ ）。
A、单工通信 B、半双工通信 C、全双工通信 D、三种方式相同
【答案】A
【解析】单工通信只需一条传输线路、一端只发一端只收，设备最简单；半双工居中；
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模拟题
7．（单项选择题）两台计算机通过双绞线直接相连，可以同时发送和接收数据，这种方式属于（ ）。
A、单工通信 B、半双工通信 C、全双工通信 D、广播通信
【答案】C
【解析】双方可以同时进行双向的信息传输，属于全双工通信；
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模拟题
8．（案例分析题）某单位要在两栋教学楼之间选一条线路传输数据，现有两条备选线路：（20 分）
甲线路可以接受 300Hz～3400Hz 的频率，乙线路可以接受 600Hz～3000Hz 的频率；两条线路的信号平均功率与噪声平均功率都相同。
（1）分别计算甲、乙两条线路的带宽，并说明哪条线路能承载更高的传输速率。（8 分）
（2）根据 C=B log₂(1+S/N) 说明哪条线路的信道容量更大，为什么？（6 分）
（3）若这两条线路都只是在已有物理线路上、由节点设备内部的连接建立的通路，这种通路属于哪种信道？（6 分）
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模拟题
【答案】
（1）带宽 = 最高频率－最低频率：甲线路为 3400Hz－300Hz = 3100Hz，乙线路为 3000Hz－600Hz = 2400Hz。甲线路的带宽更大，带宽越大所能达到的传输速率越大，所以甲线路能承载更高的传输速率。
（2）甲线路的信道容量更大。由 C=B log₂(1+S/N) 可知，在信号平均功率 S 与噪声平均功率 N 都相同的条件下，信道容量只取决于带宽 B，B 越大 C 越大。
（3）属于逻辑信道。物理信道是由传输介质及其附属设备组成的物理通路，而逻辑信道是在物理信道的基础上、由节点设备内部的连接实现的通路。
【解析】本题把“带宽→速率→容量”串成一条推理链：先算带宽（最高减最低）。
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课堂练习
1．下列关于数据与信息的表述，正确的是（ ）。
A、数据是信息的内在含义或解释 B、信息是数据的载体
C、数据是信息的载体 D、数据与信息互不相关
【答案】C
【解析】数据是信息的载体，信息则是数据的内在含义或解释。
2．计算机中的信息都用（ ）形式表示。
A、模拟 B、数字 C、脉冲 D、基带
【答案】B
【解析】计算机中的信息都用数字形式表示，数字化的信息称为数据；
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课堂练习
3．信道按传输信号种类可分为（ ）。
A、有线信道和无线信道 B、专用信道和公共信道
C、模拟信道和数字信道 D、物理信道和逻辑信道
【答案】C
【解析】按传输信号种类分为模拟信道和数字信道；按传输介质分为有线信道和无线信道；
4．信道所能传送的信号频率宽度称为（ ）。
A、信道容量 B、信道带宽 C、吞吐量 D、误码率
【答案】B
【解析】信道带宽是信道所能传送的信号频率宽度，值为最高频率与最低频率之差。
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课堂练习
5．比特率的单位是（ ）。
A、波特 B、bit/s C、Hz D、秒
【答案】B
【解析】比特率是单位时间内所传送的二进制代码的有效位数，单位是 bit/s（bps）；
6．误码率指的是（ ）。
A、出错的位数与传送的总位数之比 B、每秒钟传送的波形个数
C、单位时间内传送的二进制位数 D、信道的极限传输速率
【答案】A
【解析】误码率 Pe=Ne/N，是出错的位数与传送的总位数之比，没有单位；
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课堂练习
7．下列设备中，通常采用半双工通信方式的是（ ）。
A、无线电广播 B、电视广播 C、对讲机 D、计算机网络
【答案】C
【解析】对讲机双方都具有收发功能，但只能交替收发、不能同时收发。
8．在计算机网络中应用最广的数据通信方式是（ ）。
A、单工通信 B、半双工通信
C、全双工通信 D、三种方式应用一样多
【答案】C
【解析】全双工通信可以同时双向传输，虽然设备最复杂，但性能最好。
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课堂练习
9．下表列出四条有关数据通信的说法，判断正确的是（ ）。
序号 说法 判断
1 比特率表示单位时间内所传送的二进制代码的有效位数 正确
2 误码率等于出错的位数与传送的总位数之比 正确
3 信道容量就是信道的带宽 错误
4 传播延迟是指信号从信源端到信宿端所需的时间 正确
A、只有 1、2 正确 B、只有 1、3 正确 C、1、2、4 正确 D、四条都正确
【答案】C
【解析】第 3 条错在把信道容量（bps）与信道带宽（Hz）混为一谈。
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课堂练习
10．（综合应用题）某数据通信系统采用 8 种调制电平传输数据，波特率 2400 波特；10 分钟内传送 7200000 位、出错 72 位；信道容量 8000bps，传输效率 75%。（20 分）
（1）该系统的比特率是多少？（5 分）
（2）该系统的误码率是多少？（5 分）
（3）该系统的吞吐量是多少？（5 分）
（4）该系统每秒传送的波形个数与每秒传送的二进制位数不相等，原因是什么？（5 分）
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课堂练习
【答案】
（1）比特率 S = B log₂N = 4000 × log₂8 = 4000 × 3 = 12000bit/s。校验：10 分钟 = 600 秒，7200000 ÷ 600 = 12000bit/s，与公式计算一致。
（2）误码率 Pe = Ne/N = 72 ÷ 7200000 = 1×10⁻⁵（误码率是没有单位的比值）。
（3）吞吐量 = 信道容量 × 传输效率 = 8000bps × 75% = 6000bps。
（4）因为该系统的调制电平数 N=8，大于 2，一个码元携带 log₂8=3 位二进制信息，所以每秒传送的二进制位数是每秒传送波形个数的 3 倍；只有 N=2 时二者数值才相等。
【解析】本题的落点是“码元携带的信息量”：比特率用 S=B log₂N 由波特率换算。
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课堂小结
1．数据通信：两个实体间的数据传输和交换，完成数据传输、信息交换和通信处理；数据是信息的载体，分模拟数据与数字数据。
2．信道与容量：信道是传送信号的通道，分物理信道与逻辑信道；容量 C=B log₂(1+S/N)，带宽为最高频率与最低频率之差。
3．技术指标：码元是最小编码单位；比特率单位 bit/s、波特率单位波特；误码率 Pe=Ne/N；吞吐量=信道容量×传输效率。
4．通信方式：单工只能单向；半双工可交替收发、只需一条线路；全双工可同时双向、需两个信道，性能最好。
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