計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)項(xiàng)目二了解數(shù)據(jù)通信技術(shù)項(xiàng)目二了解數(shù)據(jù)通信技術(shù)任務(wù)1認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)與信號(hào)任務(wù)1認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)與信號(hào)2.1.1什么是信號(hào)2.1.1什么是信號(hào)1.數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)是承載或記錄信息的符號(hào)。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)是各種字母、數(shù)字、符號(hào)的組合，也是圖形、圖像、語(yǔ)音、視頻的統(tǒng)稱。2.1.1什么是信號(hào)2.信號(hào)信號(hào)是數(shù)據(jù)的物理表現(xiàn)形式。在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，通過(guò)傳輸介質(zhì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)都稱為信號(hào)。金屬線纜傳遞的是電信號(hào)，移動(dòng)硬盤傳遞的是磁信號(hào)，光纖傳遞的是光信號(hào)。任務(wù)1認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)與信號(hào)2.1.2模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)2.1.2模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)

模擬數(shù)據(jù)是由傳感器采集得到的連續(xù)變化的值，例如身體感知的溫度、壓力等。

數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)則是模擬數(shù)據(jù)經(jīng)量化后得到的離散的值，例如在計(jì)算機(jī)中用二進(jìn)制代碼表示的字符、圖形、音頻與視頻數(shù)據(jù)等。2.1.2模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)

模擬信號(hào)是在一定范圍內(nèi)連續(xù)變化的信號(hào)，表現(xiàn)為正弦波或余弦波的形式。2.1.2模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)

數(shù)字信號(hào)是一種離散的信號(hào)，用恒定的正電壓或負(fù)電壓來(lái)表示二進(jìn)制的0或者1，表現(xiàn)為矩形波的形式2.1.2模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)有“雪花”的電視節(jié)目任務(wù)1認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)與信號(hào)2.1.3基帶信號(hào)與寬帶信號(hào)2.1.3基帶信號(hào)與寬帶信號(hào)基帶信號(hào)是指信源發(fā)出的沒(méi)有經(jīng)過(guò)調(diào)制的原始電信號(hào)。基帶信號(hào)是數(shù)字信號(hào)。基帶信號(hào)的特點(diǎn)是頻率較低，傳輸速率快，但傳輸距離比較短。網(wǎng)線傳輸?shù)氖腔鶐盘?hào)。2.1.3基帶信號(hào)與寬帶信號(hào)寬帶信號(hào)是將基帶信號(hào)經(jīng)過(guò)調(diào)制后形成的復(fù)合模擬信號(hào)。寬帶信號(hào)可以分解為多種信號(hào)在不同的邏輯子信道中進(jìn)行傳輸，通過(guò)頻帶進(jìn)行高速傳輸。2.1.3基帶信號(hào)與寬帶信號(hào)傳送基帶信號(hào)的技術(shù)被稱為基帶傳輸技術(shù)。傳送寬帶信號(hào)的技術(shù)被稱為寬帶傳輸技術(shù)。任務(wù)1認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)與信號(hào)2.1.4數(shù)據(jù)通信技術(shù)指標(biāo)2.1.4數(shù)據(jù)通信技術(shù)指標(biāo)1．傳輸速率傳輸速率又稱比特率，是指單位時(shí)間內(nèi)所傳遞二進(jìn)制代碼的有效位數(shù)量。單位是b/s。

傳輸速率是衡量數(shù)據(jù)通信的一個(gè)最重要指標(biāo)，代表了數(shù)據(jù)通信的能力。2.1.4數(shù)據(jù)通信技術(shù)指標(biāo)2．帶寬帶寬本指模擬信道的頻帶寬度，也就是信道允許傳送信號(hào)的最高頻率與最低頻率之差。目前，帶寬用來(lái)表示網(wǎng)絡(luò)中能夠傳輸數(shù)字信號(hào)的最大傳輸率，也就是比特率。2.1.4數(shù)據(jù)通信技術(shù)指標(biāo)3．信道容量信道容量是指一個(gè)信道能夠傳輸數(shù)據(jù)的最大能力。信道容量是一個(gè)極限參數(shù)，數(shù)據(jù)傳輸率要小于信道容量所規(guī)定的數(shù)值。2.1.4數(shù)據(jù)通信技術(shù)指標(biāo)4．信道延時(shí)信道延時(shí)是指信號(hào)從發(fā)送端傳送到接收端所需要的時(shí)間。信道延時(shí)和傳輸介質(zhì)的物理特性以及信號(hào)的特性參數(shù)相關(guān)。項(xiàng)目二了解數(shù)據(jù)通信技術(shù)任務(wù)2了解數(shù)據(jù)傳輸方式任務(wù)2了解數(shù)據(jù)傳輸方式2.2.1并行傳輸與串行傳輸2.2.1并行傳輸與串行傳輸并行傳輸是指將數(shù)據(jù)編排成一個(gè)個(gè)的數(shù)據(jù)組，然后將這些數(shù)據(jù)組在多個(gè)并行的信號(hào)上進(jìn)行傳輸。并行傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)是速度快，同時(shí)占用多條通道，適用于近距離和高速數(shù)據(jù)通信模式。2.2.1并行傳輸與串行傳輸

串行傳輸模式是指將傳送的每一個(gè)字符按照一定的規(guī)則依次發(fā)。

串行傳輸方式的優(yōu)點(diǎn)是收發(fā)雙方只需要一條通道，易于實(shí)現(xiàn)，成本低，但速度比較慢。2.2.1并行傳輸與串行傳輸

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部并行傳輸方式。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)采用串行傳輸方式。計(jì)算機(jī)傳輸數(shù)據(jù)前，要先將數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將并行方式轉(zhuǎn)換成串行方式，然后進(jìn)行傳送。傳送到接收端后，再次進(jìn)行轉(zhuǎn)換，由串行方式轉(zhuǎn)換成并行方式，使得計(jì)算機(jī)能夠進(jìn)行內(nèi)部通信。任務(wù)2了解數(shù)據(jù)傳輸方式2.2.2同步傳輸與異步傳輸2.2.2同步傳輸與異步傳輸

同步就是要求通信雙方在時(shí)間基準(zhǔn)上保持一致。同步技術(shù)分為同步傳輸和異步傳輸兩種。2.2.2同步傳輸與異步傳輸

同步傳輸是指在傳遞數(shù)據(jù)時(shí)，以數(shù)據(jù)塊為單位進(jìn)行標(biāo)記，分別在數(shù)據(jù)塊的頭部和尾部附加一個(gè)特殊的字符或二進(jìn)制序列，用來(lái)標(biāo)記數(shù)據(jù)塊的開(kāi)始和結(jié)束。2.2.2同步傳輸與異步傳輸同步傳輸方式傳輸效率比較高，一般用于高速傳輸數(shù)據(jù)系統(tǒng)。2.2.2同步傳輸與異步傳輸異步傳輸方式是在每個(gè)字符的前面增加一個(gè)起始位，在字符代碼和校驗(yàn)位的后面增加一個(gè)或兩個(gè)停止位。接收端計(jì)算機(jī)通過(guò)開(kāi)始位和停止位使發(fā)送端和接收端保持同步。異步傳輸方式結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但傳輸效率不高，一般在低速網(wǎng)絡(luò)中使用。任務(wù)2了解數(shù)據(jù)傳輸方式2.2.3單工傳輸、半雙工傳輸與全雙工傳輸2.2.3單工傳輸、半雙工傳輸與全雙工傳輸1．單工傳輸單工傳輸就是指信號(hào)只能沿一個(gè)方向進(jìn)行傳輸。單工傳輸?shù)臄?shù)據(jù)傳輸是單向的，而且方向不能改變。2.2.3單工傳輸、半雙工傳輸與全雙工傳輸2．半雙工傳輸半雙工傳輸方式是指通信雙方都能發(fā)送和接受信號(hào)，但不能同時(shí)發(fā)送和接受信號(hào)。發(fā)送和接收信號(hào)通過(guò)一個(gè)開(kāi)關(guān)進(jìn)行切換。2.2.3單工傳輸、半雙工傳輸與全雙工傳輸3．全雙工傳輸全雙工傳輸是指通信雙方可以同時(shí)發(fā)送和接收信息，相互之間沒(méi)有干擾。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中采用全雙工的傳輸方式。項(xiàng)目二了解數(shù)據(jù)通信技術(shù)任務(wù)3了解數(shù)據(jù)交換技術(shù)任務(wù)3了解數(shù)據(jù)交換技術(shù)交換方式主要有三種：電路交換、報(bào)文交換和分組交換。

電路交換屬于線路交換方式，效率比較低。

報(bào)文交換和分組交換屬于存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換方式，效率相對(duì)較高。任務(wù)3了解數(shù)據(jù)交換技術(shù)2.3.1

電路交換2.3.1電路交換

電路交換就是兩個(gè)需要通信的節(jié)點(diǎn)在開(kāi)始通信前，由交換設(shè)備建立一個(gè)專用的通信線路。兩個(gè)通信節(jié)點(diǎn)在開(kāi)始通信后，一直占用這個(gè)線路，通信結(jié)束才會(huì)釋放這個(gè)線路。使得整個(gè)線路的使用率非常低。2.3.1電路交換2.3.1電路交換電路交換一般包括三個(gè)過(guò)程：

1.開(kāi)始通信前，為兩個(gè)節(jié)點(diǎn)建立一條通信通道；

2.通信通道建立后，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)這條通道傳遞數(shù)據(jù)，雙方可以同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，也就是以全雙工的方式來(lái)進(jìn)行工作；

3.一旦兩個(gè)節(jié)點(diǎn)中的一個(gè)結(jié)束通信，這條線路就立即釋放。2.3.1電路交換優(yōu)

點(diǎn)缺

點(diǎn)通信線路為通信雙方用戶專用，數(shù)據(jù)直達(dá)，傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)延非常小。連接建立時(shí)間對(duì)計(jì)算機(jī)通信來(lái)說(shuō)比較長(zhǎng)。物理通路一旦建立，雙方可以隨時(shí)通信，實(shí)時(shí)性強(qiáng)。物理通路被通信雙方獨(dú)占，即使通信線路空閑，也不能供其他用戶使用，因而信道利用低。雙方通信時(shí)按發(fā)送順序傳送數(shù)據(jù)，不存在順序混亂問(wèn)題。不同類型、不同規(guī)格、不同速率的終端很難相互進(jìn)行通信，也難以在通信過(guò)程中進(jìn)行差錯(cuò)控制。既適用于傳輸模擬信號(hào)，也適用于傳輸數(shù)字信號(hào)。

交換設(shè)備（交換機(jī)等）控制較簡(jiǎn)單。

任務(wù)3了解數(shù)據(jù)交換技術(shù)2.3.2

報(bào)文交換2.3.2報(bào)文交換報(bào)文交換將目的地址添加到原始數(shù)據(jù)上，形成報(bào)文，一起發(fā)送。傳送時(shí)，可以先將報(bào)文存儲(chǔ)起來(lái)，等到線路空閑，再將報(bào)文傳送到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)上。2.3.2報(bào)文交換報(bào)文轉(zhuǎn)換不適合傳輸實(shí)時(shí)信號(hào)。報(bào)文交換主要用于傳輸報(bào)文較短、實(shí)時(shí)性要求較低的通信業(yè)務(wù)。2.3.2報(bào)文交換優(yōu)

點(diǎn)缺

點(diǎn)不需要為通信雙方預(yù)先建立一條專用的通信線路，不存在建立連接的延遲，可以隨時(shí)發(fā)送報(bào)文。由于數(shù)據(jù)進(jìn)入交換結(jié)點(diǎn)后要經(jīng)歷存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)發(fā)這一過(guò)程，從而引起轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延遲，實(shí)時(shí)性差，不適合傳送實(shí)時(shí)或交互式業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)。采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的傳輸方式，具有路徑選擇功能，一旦某條傳輸路徑發(fā)生故障，重新選擇另一條路徑傳輸數(shù)據(jù)，提高了傳輸?shù)目煽啃灾贿m用于數(shù)字信號(hào)。在存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)中容易實(shí)現(xiàn)代碼轉(zhuǎn)換和速率匹配，甚至收發(fā)雙方可以不同時(shí)處于可用狀態(tài)。這樣就便于類型、規(guī)格和速度不同的計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行通信由于報(bào)文長(zhǎng)度沒(méi)有限制，而每個(gè)中間結(jié)點(diǎn)都要完整地接收傳來(lái)的整個(gè)報(bào)文，當(dāng)輸出線路不空閑時(shí)，還可能要存儲(chǔ)幾個(gè)完整報(bào)文等待轉(zhuǎn)發(fā)，這增加了傳送延遲。一個(gè)報(bào)文可以同時(shí)發(fā)送到多個(gè)目的地址

允許建立數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)先級(jí)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)先級(jí)高的報(bào)文優(yōu)先轉(zhuǎn)換。

任務(wù)3了解數(shù)據(jù)交換技術(shù)2.3.3

分組交換2.3.3分組交換分組交換技術(shù)是在報(bào)文交換的基礎(chǔ)上，將需要傳送的數(shù)據(jù)按照一定的長(zhǎng)度分割成許多小段數(shù)據(jù)，并在這些小段數(shù)據(jù)之前增加含有發(fā)送節(jié)點(diǎn)和接收節(jié)點(diǎn)地址的頭部字段。在傳送的過(guò)程中，每一個(gè)分組可以選擇不同的路徑進(jìn)行傳送，到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)再重新組裝數(shù)據(jù)。2.3.3分組交換2.3.3分組交換優(yōu)

點(diǎn)缺

點(diǎn)加速了數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸。因?yàn)榉纸M是逐個(gè)傳輸，這種流水線式傳輸方式減少了傳輸時(shí)間。仍存