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1、教案：计计算机网网络第1章 网络初步组网实例教学目标1.掌握计算机网络的概念2.熟练掌握对等网的组建3.掌握对等网中共享资源的访问教学重点对等网的组建教学难点计算机网络概念的理解教学课时讲授2课时，实践2课时教学过程一、引入经过前段时间的市场调查，同学们对本地区的计算机网络使用情况有了一定的了解，对计算机网络在本地区发挥的作用有了一定的认识。随着生活节奏的加快、科学技术的发展，人类进入了信息化社会，信息量的不断增加使得越来越多的领域需要使用多台计算机协同工作对信息进行处理，计算机网络已经渗透到人们日常生活的方方面面，在人们的日常生活中发挥着重要的作用。（如果有可能，可以将前期社会调查的一些数据
2、用投影片展示出来）二、新授课组网实例 1.计算机网络概念 计算机网络是将地理位置不同但具有独立功能的多个计算机系统，通过通信设备和线路连接起来，由功能完善的网络软件实现资源共享的计算机系统的集合。 简单地说：是自主、互联的计算机系统的集合。主要特征：独立功能、相互连接、实现资源共享、计算机集合。 2.对等网的组建 对等网是指网络中的计算机是对等的实体，没有主从之分的计算机网络，主要适用于较小的空间，如家庭、小公司等。组建对等网主要有以下几步： 硬件安装 硬件安装主要是指网卡的安装和网络连接 网卡的安装：打开主机箱，将网卡插入计算机主板上空闲的插槽中，并用螺丝固定。此时不要急于关闭主机箱，等网卡
3、驱动完成，并检查无误后，再合上主机箱。网络连接：用制作好的网线将计算机按照用户的要求连接起来。 软件的安装与设置 对等网需要安装的软件主要有网卡驱动程序与网络协议。 网卡的驱动程序的安装一般是在安装向导的引导下进行的，安装完成后，在系统属性中可以查看网卡工作是否正常。网络协议的安装：对等网中的计算机都需要安装两个网络协议。两个协议：TCP/IP协议、NetBEUI协议(板书)两个协议的安装都是在“控制面板”中的“网络”选项中进行的。 其他设置组建对等网其他的设置主要有：（以下板书）添加网络用户标识计算机设置访问控制设置IP地址设置共享3.共享资源的访问启动组建完成的对等网中的计算机，打开“网上
4、邻居”，查找对等网中的计算机图标，访问设置过的共享资源。请学生总结共享资源的访问的步骤。三、课堂练习请两个学生来进行对等网的连接与设置四、课堂总结1.计算机网络的概念 2.对等网的组建的主要步骤 五、作业预习课后练习四实践项目1，为对等网组建作准备。计算机网络的发展教学目标1.了解计算机网络的发展过程2.了解计算机网络的发展趋势3.掌握计算机网络发展过程中不同阶段的主要特点教学重点计算机网络发展过程及不同阶段的特点教学难点计算机网络发展趋势教学课时讲授2课时教学过程一、引入计算机的发展根据所使用的电子器件的不同，可以将其划分为四代：电子管计算机、晶体管计算机、集成电路计算机和超大规模集成电路计
5、算机，现在使用的计算机都是第四代计算机，随着功能不断拓展，经历了从低级向高级发展的一个过程。计算机网络的发展也是这样，随着计算机功能的不断拓展以及人们使用的需要，也经历了从简单到复杂、从低级到高级的发展过程。二、新授课计算机网络的发展 1.具有通信功能的单机系统 批处理方式 批处理方式是由于计算机资源紧缺，人们需要使用计算机时，只能将自己的数据程序送交给计算机操作人员，由他们使用计算机运行，最后将结果返馈给用户。 单机系统 单机系统是在分时系统出现和一个叫做线路控制器的通信装置出现后，产生了单机系统。最初采用的是点-点方式，每个终端独占一条通信线路，随着多重线路控制器的使用，一台主机可以和多台
6、远程终端相连接，出现现代计算机网络的雏形。单机系统的弱点： l 主机负担太重l 线路利用率比较低2.多机系统 由于单机系统的弱点明显，人们设计出前端处理机和集中器来拓展计算机网络的功能。前端处理机又称为前端机，主要完成计算机网络中全部的通信控制任务，主机就可以进行专门的数据处理，提高计算机数据处理的效率。集中器和前端机相似，它的一端用多条低速线路与各个终端相连，另一端用一条较高速率的线路与主机的前端处理机相连，提高了线路的利用率。如下图所示。3.计算机-计算机网络 多机系统主要用于终端机与主机之间的数据通信，计算机系统间的通信要求不能实现，分组交换的概念就引入了计算机网络。分组交换的概念于19
7、64年被提出来，1969年美国的分组交换网ARPANET投入使用。分组交换网以通信子网为中心，主机与终端都处于网络的外围，构成了用户资源网，可以共享的资源得到了有效的扩大。如下图所示。4.局域网技术的产生 计算机网络的发展，使得人们越来越认识到网络给人们工作、学习、生活带来的方便，加上个人计算机的广泛使用，使得计算机网络在一些公司、学校等单位出现，这些单位内部的计算机网络，促进了局域网技术产生与发展。由于没有一定的国际标准，不同公司的局域网之间的信息交换没有得到很好地解决，1977年，国际标准化组织制定了世界范围内网络互连的标准，称为开放系统互联参考模型5.网络发展趋势20世纪90年代后，计算
8、机网络技术得到了飞速的发展，局域网技术日趋成熟，因特网遍及全球，人类进入一个网络化的社会。未来网络将综合无线技术与有线技术，能够同时传送视频、语音、数据等，传输速率也得到很大提高。6.计算机网络在我国的发展简况我国于1980年开始由铁道部进行计算机联网实验，采用的网络体系结构是Digital公司的DNA；1989年2月我国第一个公用公组交换网CHINAPAC通过试运行和验收，达到了开通业务的条件，主要网络设备依赖进口；80年代后期，公安部和军队相继建立了各自的专用计算机广域网；银行等部门建立了本系统的专用计算机网络。80年代初，国内的许多单位建立了大量的局域网。在计算机网络标准化工作方面，我国
9、于1983年5月成立了全国计算机与信息处理标准化技术委员会。1988年我国制定了与ISO的开放系统互联参考模型相对应的国家标准GB9387-88 。三、课堂练习五、作业本章练习：1、2、3计算机网络的功能教学目标1.理解计算机网络功能2.了解计算机网络在日常生活中的主要应用教学重点计算机网络的功能教学难点计算机网络功能的理解教学课时讲授2课时教学过程一、引入同学们通过对等网的组建、社会调查以及平时登录因特网，对计算机网络的基本功能有了一定的认识。我们日常生活中购买车船、飞机票，交纳日常家庭的费用，都已经在不知不觉中体会到计算机网络给我们带来的方便。在理论上计算机网络的功能主要有哪些呢？二、新授
10、课计算机网络的功能 1.数据通信 数据通信功能实现了服务器与工作站、工作站与工作站间的数据传输，是计算机网络的基本功能。典型的例子就是通过Internet收发电子邮件，可以很方便地实现异地交流。2.资源共享 资源共享是构建计算机网络的核心。 主要资源共享有： 共享文件资源 主要包括程序共享、文件共享等，可以避免软件的重复开发与大型软件的重复购买。在局域网中客户机可以调用主机中的应用程序，调看相关的文件，单机用户一旦连入计算机网络，在操作系统的控制下，该用户可以使用网络中其他计算机资源来处理用户提交的大型复杂问题。 硬件资源共享 利用计算机网络，可以共享网络中的硬件设备，避免重复购置，提高计算机
11、硬件的利用率。可以使用网络上的高速打印机打印文档、报表，可以使用网络中大容量的存储设备存放用户的资料。 数据共享 数据共享，可以避免大型数据库的重复设置，以最大限度在降低成本，提高效率。人才市场的人才库系统、学校的毕业生档案系统等等。如果人们能够很好地利用计算机网络，作好电子注册，并将相关信息提供共享，能够很好地解决社会上很多问题。3.分布式处理 分布式处理是将大型信息处理问题分散到网络中的多台计算机中协同完成，解决单机无法完成的信息处理任务。 分布式输入 将需要处理的大量数据分散到多个计算机上进行输入，以解决数据输入的“瓶颈”问题。如我国进行多次的人口普查，各地方收集到的数据由各地方进行数据
12、输入。 分布式处理 一些大型综合性问题，分别交给不同的计算机进行处理。 分布式输出 将需要输出的大型任务，选择网络空闲输出设备进行输出。4.提高可靠性 在一个系统中，单个部件或计算机的暂时失效是随时都有可能发生的。建立计算机网络后，重要的资源可以通过网络在多个地点互做备份，并使用用户可以通过几条路由来访问网内的资源，从而可以有效地避免单个部件、计算机等的故障影响用户的使用。5.综合信息服务 网络的一大发展趋势是多元化，在一套系统上提供集成的信息服务，包括来自政治、经济、生活等各个方面的资源，同时还能够提供多媒体信息。Internet上的一些综合性的网站主要提供这种综合信息服务。6.计算机网络在
13、日常生活中具体应用 电子邮件 电子数据交换电子数据交换是计算机网络在商业领域的一种重要的应用形式，它以共同认可的数据格式，在贸易伙伴的计算机之间传输数据。 联机会议利用计算机网络，人们可以通过个人计算机参加会议讨论。 网络游戏网络游戏拓展了计算机网络的功能，扩大了网络用户群，给人们带来了一种全新休闲理念。 网络教育网络教育是现在与将来人们学习知识的重要途径。网上大学就是利用计算机网络传输知识，扩展了办学规模与办学模式。 信息查询信息查询是因特网提供给广大网民的一种新的资料搜寻方式。三、课堂练习1.举例说明分布式处理2.举例说明计算机网络提高了系统的安全可靠性四、作业本章练习：2网络的拓扑结构教
14、学目标1.了解计算机网络的三种基本拓扑结构2.掌握三种拓扑结构的工作原理、网络特点及主要应用领域3.能够根据实际情况选择合适的网络拓扑教学重点三种拓扑结构的工作原理及网络特点教学难点根据实际情况选择网络拓扑教学课时讲授2课时教学过程一、引入地图对大家来说都不陌生，一个很大的城市，通过一张小小的地图就可以将整个城市浓缩在一张纸上。城市的道路，主要建筑都被标识为相应的线或点，这种标识方式类似于拓扑。拓扑学是一种研究与大小、距离无关的几何图形特征的学科，在计算机网络中常采用拓扑学的方法，将计算机网络的结构表示出来。二、新授课网络的拓扑结构 1.网络的拓扑结构 按照拓扑学的观点，将工作站、服务器、交换
15、机等网络单元抽象为“点”，网络中的传输介质抽象为“线”，计算机网络系统就变成了由点和线组成的几何图形，它表示了通信媒介与各节点的物理连接结构，这种结构称为网络的拓扑结构。 按照网络中各节点位置和布局的不同，计算机网络可分为树型拓扑结构网络、总线型拓扑结构网络、环型拓扑结构网络、星型拓扑结构网络和网状拓扑结构网络等五种网络类型。常用的网络拓扑结构主要是总线型、环型和星型拓扑结构。 如下图所示。2.总线型拓扑结构 总线型拓扑结构简称总线拓扑，它是将网络中的各个节点设备用一根总线（如同轴电缆等）挂接起来，实现计算机网络的功能。总线型结构的数据传输是广播式传输结构，数据发送给网络上的所有的计算机，只有
16、计算机地址与信号中的目的地址相匹配的计算机才能接收到。采取分布式访问控制策略来协调网络上计算机数据的发送。传输介质的每一个端点都必须连接到某个器件上，任何开放的缆线端口都必须接入终结器以阻止信号的反射。总线型拓扑对于一个网络段上的节点数有一定的限制。如果网络中的计算机需求数大于这一限制，通常采用增加中继器的方法对网络进行扩充。主要优点： 网络结构简单，节点的插入、删除比较方便，易于网络扩展；设备少、造价低，安装和使用方便；具有较高的可靠性。因为单个节点的故障不会涉及到整个网络。主要缺点： 故障诊断困难。总线型的网络不是集中控制，故障诊断需要在整个网络的各个站点上进行；故障隔离困难。当节点发生故
17、障，隔离起来还比较方便，一旦传输介质出现故障时，就需要将整个总线切断。易于发生数据碰撞，线路争用现象比较严重。主要适用于家庭、宿舍等网络规模较小的地方。3.星型拓扑结构 星型结构以中央节点为中心，并用单独的线路使中央节点与其他各节点相连，相邻节点之间的通信都要通过中心节点。星型拓扑采用集中式通信控制策略，所有的通信均由中央节点控制，中央节点必须建立和维持许多并行数据通路。星型拓扑采用的数据交换方式主要有线路交换和报文交换两种，线路交换更为普遍。网络的扩展通常是采用增加中央节点的方式，将中央节点级联起来，需要增加的节点再与新中央节点连接。主要优点： 易于故障的诊断与隔离。易于网络的扩展。具有较高
18、的可靠性。主要缺点： 过分依赖中央节点。组网费用高。布线比较困难。星型网络是在现实生活中应用最广的网络拓扑，一般的学校、单位都采用这种网络拓扑组建单位的计算机网络。4.环型网络 环型拓扑结构是一些中继器和连接中继器的点到点链路组成一个闭合环，计算机通过各中继器接入这个环中，构成环型拓扑的计算机网络。在网络中各个节点的地位相等。环型拓扑中的每个站点都是通过一个中继器连接到网络中的，网络中的数据以分组的形式发送。网络中的信息流是定向的，网络的传输延迟也是确定的。主要优点： 数据传输质量高。可以使用各种介质。网络实时性好。主要缺点： 网络扩展困难。网络可靠性不高。故障诊断困难。环型网平时用的比较少，
19、主要用于跨越较大地理范围的网络，环型拓扑更适合于网间网等超大规模的网络。三、课堂练习1. 用自己的语言描述拓扑的概念，并举例说明。2. 画出总线型、星型、环型、树型和网状网络的拓扑结构。计算机网络的分类教学目标1.了解广域网、局域网和无线网的基本特征2.掌握局域网、广域网以及无线网的技术特点及应用领域教学重点局域网的技术特点及应用领域教学难点广域网的相关知识教学课时讲授2课时教学过程一、引入给某样东西分类，常常会有这样的问题，分类标准不同，分类的结果也会有很大的差异，计算机网络的分类也是如此。计算机网络按网络覆盖的地理范围可以将网络分为广域网、局域网和介于广域网和局域网之间的城域网；按网络的拓
20、扑结构可以将网络分为星型网、树形网、总线型网、环型网、网状网、混合网；按网络交换功能可以将网络分为电路交换网、报文交换网、分组交换网、混合交换网等。平时最常用的分类方式是按网络覆盖的地理范围来分的。二、新授课计算机网络的分类 1.局域网局域网（Local Area Network）简称LAN，通常是由地理范围在几公里以内的、采用单一或有限的传输介质、按照某种网络结构相互连接起来的计算机组成的网络。 主要特点： 数据传输速率极高地理范围有限误码率低易维护局域网分类： 以太网以太网采用CSMA/CD（冲突检测/载波侦听）介质访问控制方法，使用的典型拓扑结构是总线型，不适用于大型或忙碌的网络。常见的
21、以太网有四种类型：10Base5、10Base2、10Base-T、10Base-F，其传输介质分别为粗缆、细缆、双绞线和光纤。快速以太网快速以太网执行的是以太网的扩展标准，保留着传统以太网的所有特征。主要有两种类型：100Base-T和100Base-VG， 100Base-T采用了CSMA/CD介质访问控制方法， 100Base-VG采用了新的介质访问方法：请求优先。 快速以太网可以使用的传输介质为光纤和5类非屏蔽双绞线。千兆以太网千兆以太网采用CSMA/CD介质访问控制方法，传输速率可达1Gbps，千兆以太网可以使用的传输介质为光纤和5类非屏蔽双绞线。ATMATM是高速分组交换技术，其基
22、本数据传输单元是信元，其速率可达155Mbps。网络中增加计算机的数量，传输速率也不会降低，必须使用光纤用为传输介质，主要应用于主干网上。FDDI光纤分布数据接口（FDDI）使用基本令牌的环型体系结构，以光纤为传输介质，传输速率可达100Mbps，主要用于高速网络主干，能够满足高频宽信息的传输需求。城域网（Metropolitan Area Network）简称MAN，是一种大型的局域网，它一般覆盖一个地区或城市，其传输速率通常在10Mbps以上，地域范围可以从几十公里到上百公里，一般采用FDDI技术、ATM技术。2.广域网 广域网（Wide Area Network）简称WAN，又称为远程网
23、，是指处于一个相对广泛区域内的计算机及其他设备，通过公共电信设施相互连接，以实现信息交换和资源共享的计算机网络。典型的广域网技术：公共交换电话网（PSTN）模拟拨号服务是基于标准电话线路的电路交换服务，主要用来作为连接远程端点的连接方法，比较典型的应用有：用于远程端点和本地局域网之间互连、用于远程用户拨号上网及用作专用线路的备份线路。综合业务数字网(ISDN)综合业务数字网为用户提供端到端的数字通信线路，传输速率高，达到128kbit/s，而且可以通过数字通道传输语音、数据和图像信息。主要采用2BD通道接入。不对称数字用户线（ADSL）ADSL是不对称数字用户线，它允许下行信息传输速率（从网络
24、到用户设备）远远高于上行信息传输速率（从用户设备到网络）。ADSL支持的下行传输速率可以达到1.58Mbit/s，上行传输速率可达到16640kbit/s。 3.无线网无线网络是指通过无线手持终端或移动终端、无线基站、无线网卡、无线路由等无线通信设备经无线传输介质连接而成的计算机网络，是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。 无线网使用的传输媒体主要有两种：无线电波和红外线。 无线网有扩展频谱方式与窄带调制方式。使用扩频方式通信时，数据基带信号的频谱被扩展至几倍几十倍后再搬移至射频，然后发射出去。在窄带调制方式中，数据基带信号的频谱不做任何扩展被直接搬移至射频发射出去。红外线网采用小于1m波长
25、的红外线作为传输媒体，有较强的方向性，它采用低于可见光的部分作为传输介质，红外信号要求视距传输，窃听困难，对邻近区域的类似系统不产生干扰，但是具有很高的背景噪声，受日光、环境照明的影响较大。无线网的特点：传输速率低视线问题通信盲点三、课堂练习1. 用自已规定的标准，给计算机网络分类2. 局域网的分类是怎样的？3. 目前广泛使用的广域网技术主要有哪些？四、作业本章练习：1，3局域网组成与结构教学目标1.掌握局域网系统的组成2.掌握局域网的两种常见结构及其特点3.了解相关的国际标准化组织教学重点局域网系统的组成教学难点对等网与基于服务器网络的特点教学课时讲授2课时教学过程一、引入计算机系统是由硬件
26、系统和软件系统两大部分组成，硬件系统主要由运算器等部分组成，软件系统主要由系统软件与应用软件等组成。计算机网络系统的组成也是由网络硬件系统与网络软件系统两大部分组成的，局域网也是如此。二、新授课局域网的组成与结构 1.局域网的硬件系统 局域网的基本硬件主要有：服务器、工作站、网络接口卡、传输介质、集线器等 服务器在网络中提供服务资源并起服务作用的计算机称为服务器。网络中的服务器主要有为文件服务器、打印服务器、应用系统服务器等。工作站连接到网络中的计算机就称为工作站。工作站可以分为有盘工作站与无盘工作站。区别在于有没有外存储器，有外存储器的工作站为有盘工作站，没有外存储器的工作站为无盘工作站。工
27、作站一般不用来管理共享资源，但必要时也可以将工作站的外设设置为网络共享设备，从而具有某些服务器的功能。网络接口卡网络接口卡简称网卡，又称为网络适配器，它是计算机与传输介质之间的物理接口。主要作用是负责将发送给其他计算机的数据转变成能够在传输介质上传输的信号发送出去，同时又要负责通过传输介质接收信号，并且将接收到的信号转换成可以被计算机识别的数据。集线器集线器也称为集中器或集线中心，平时我们简称HUB。主要作用是能够对数据信号进行整形再生的。是一个集中式、广播式的中继器设备。通信介质通信介质是用来连接计算机与计算机、计算机与集线器等的媒介。主要作用是连接各个网络设备。2.局域网的软件系统 局域网
28、的软件系统主要由网络操作系统、工作站软件、网卡驱动程序、网络应用软件和网络管理软件等组成。 网络操作系统网络操作系统运行在服务器上，负责处理工作站的请求，控制网络用户可用的服务程序和设备，维持网络的正常运行。工作站软件工作站软件运行在工作站上，处理工作站与网络间的通信，与本地操作系统一起工作。网卡驱动程序网卡驱动程序是网络硬件专用的，一般随网卡一起提供，工作站或服务器上的网卡必须经过驱动才能正常工作。网络应用软件网络应用软件是专门为在网络环境中运行而设计的，网络版应用程序允许多个用户在同一时刻访问、操作、使用，它是网络文件资源共享的基础。网络管理软件网络管理软件能监测网络上的活动并收集网络性能
29、数据，并能根据数据提供的信息来微调和改善网络性能。3.局域网的结构 局域网常见的只有两类：工作站/服务器型网络和对等网 工作站/服务器型网络 工作站/服务器型网络是指网络中至少有一台以上的专用服务器用来管理网络，控制网络运行，为网络上的用户提供共享资源，而其他的计算机作为工作站通过服务器来访问网络上的共享资源。主要特点： 网络运行稳定、信息管理比较安全、用户扩展方便，易于升级，可以有效地利用各工作站的资源、服务器负担小、网络工作效率高。工作站的管理比较困难、组网成本较高，不适合于家庭。对等网 对等网络是指网络中的计算机地位平等，是对等实体，既可以为别的计算机提供服务，也可以享用其他计算机提供的
30、服务。主要特点： 组建和维护容易、成本较低、使用起来也比较简单。数据保密性比较差、文件存储分散、不易于升级。适用于家庭、宿舍组网使用。4.国际标准化组织比较著名的国际标准化组织有：ANSI、ITU（CCITT）、EIA、IEEE和ISO。ANSI是美国国家标准学会，它设计了ASCII代码组。ITU是国际电信联盟，是世界各国政府的电信主管部门之间协调电信事务方面的一个国际组织。有3个主要部门：无线通信部门（ITU-R），电信标准化部门（ITU-T），开发部门（ITU-D）。在通信领域，ITU-T标准有V系列标准，如V.32、V.33、V.42标准，有X系列标准，如X.25、X.400、X.500
31、， ITU-T的标准还包括了电子邮件、目录服务、ISDN以及宽带ISDN等方面的内容。EIA是美国电子工业协会，在定义数据通信设备的物理接口和电气特性等方面做了巨大的贡献，如EIA RS-232、EIA RS-449和EIA RS-530等。IEEE是电子和电气工程师协会，IEEE制定了局域网和城域网的标准，就是我们现在称为802项目或802系列标准。ISO是国际标准化组织，开发了开放系统互连网络结构模型，模型定义了网络结构的7个数据处理层。三、课堂练习1. 家庭组网需要的硬件主要有哪些？需要安装的软件呢？2. 简要叙述基于服务器网络的特点。3. 谈一谈你们通过因特网查找到国际标准化组织有哪些
32、？主要从事哪些方面标准的制定？四、作业本章练习：1，3第2章 数据通信电子教案基本概念教学目标1. 掌握数据通信的基本概念，理解数字数据和模拟数据的区别； 2. 掌握模拟数据通信系统和数字通信系统的模型及其主要区别；3. 理解、掌握数字通信系统的主要技术参数。教学重点数据通信的基本概念教学难点模拟数据与数字数据通信系统的区别教学课时讲授2课时教学过程一、引入数据通信作为一门独立的学科，涉及多方面内容，计算机网络技术与之有着一定的联系。通过第一章的学习，我们对计算机网络有了一定的认识，在日常的生活中，我们已经体会到了因特网的的普及给我们带来的方便，但网络的数据是怎样传输的呢？网络中的数据是以怎样
33、的形式进行传输的呢？与我们平常使用的电话、手机中数据的传输是一回事吗？要了解这些知识，我们需要对数据通信的相关知识有一定的了解。二、新授课数据通信的基本概念 1.数据与信息 数据是包含有一定内容的物理符号，是传送信息的载体。信息是指数据在传输过程中的表示形式或向人们提供关于现实世界事实的知识，它不随载荷符号的形式不同而改变。 数据是信息传送的形式，信息是数据表达的内涵。2.信号与信道 信号是数据的电编码、电磁编码或其它编码。信号可以分为模拟信号和数字信号。信道是信号传输的通道，包括通信设备和传输媒体。信道按传输信号的形式可以分为模拟信道和数字信道。模拟信道用于传输模拟信号，数字信道用于传输数字
34、信号。3.数字数据与模拟数据 模拟数据是指在某个区间产生的连续值，如：声音、视频、温度、压力。数字数据是有限个离散值，如字符串、整数数列。模拟信号是在一定范围内可以连续取值的信号，是一种连续变化的电信号，它可以不同频率在介质上传输。数字信号是一种离散的脉冲序列，它的取值是有限个数，它以恒定的正电压/负电压或正电压/0电压，表示“1”、“0”，可以用不同的位速率在介质上传输。4.数据通信模型 通信系统的基本作用是在发送方(信源)和接收方(信宿)之间传递和交换信息。根据通信系统是利用模拟信号还是数字信号来传递消息，通信系统可以分为模拟通信系统和数字通信系统。模拟通信系统利用模拟信号来传递信息，如现
35、在广泛使用的电话、广播和电视。系统一般由信源、调制器、信道、解调器、信宿以及噪声源组成。如下图所示人们日常使用的拨号上网就是一个模拟通信系统的实例，发送端工作站发送的数据经调制解调器转换为模拟信号后，送到公共电话网上传输，到接收端经调制解调器变换为数字信号后，与服务器通信。数字通信系统利用数字信号来传递信息，如计算机通信，数字电话、数字电视等。数字通信系统由信源、信源编码器、信道编码器、调制器、信道、解调器、信道译码器、信源译码器以及发送端和接收端时钟同步组成。如下图所示主要特点：数字通信抗干扰能力强，可以实现信号的差错控制，传输质量高，通过对信号加密和防火墙技术可以实现保密通信，但数字通信所
36、占的信道带宽远远大于模拟信道。5.数据通信系统的主要技术指标 带宽 信号在通信线路上传输时最高频率与最低频率之差叫信号的频带宽度，简称带宽或称为通频带。数字信号带宽与脉冲宽度成反比。信道容量 即单位时间内最大可传输信息的位数，是信道传输信息的最大能力的指标。无噪声理想信道容量与信道的带宽的关系如下： C=2H log2N其中：C为信道容量，H为信道带宽(信道能够传输信号的最大频率范围)，N为传输时为一个码元所取的离散值个数。本公式也称为奈奎斯特公式或无噪信道传输能力公式。对有噪声的实际信道，其关系如下： C=H log2 (1+S/N)其中：S/N为接收端的信噪比。本公式也称为香农公式。位速率
37、 位速率也称信号速率，常用S表示，位速率是数字信号的传输速率，它用单位时间内传输的二进制代码的有效位数来表示，其单位为位每秒(bps)。波特率 波特率也称调制速率，也称码元速率。位速率和波特率之间有如下关系：S=B log2N其中N是一个脉冲信号所表示的有效状态，在二进制方式中，N=2，故S=B。即数据传输速率和调制速率相等。误码率 误码率指信息传输的错误率，是衡量传输系统可靠性的指标。误码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，通常应低于10-6。三、课堂练习1. 请举例说明数据与信息的区别2. 举例说明模拟数据与数字数据3. 请用拨号上网说明模拟通信系统模型4. 数据通信系统
38、主要技术指标有哪些？四、课堂总结1. 数据与信息、信号与信道 2. 数字数据与模拟数据3. 数据通信模型4. 数据通信系统的主要技术指标五、作业、本章练习1（1）（2）数据传输一教学目标1.了解数据传输及数据传输的相关概念；2.掌握基带传输和宽带传输的相关知识；3.掌握串行传输和并行传输的相关知识。教学重点串行传输和并行传输的相关知识教学难点基带传输和宽带传输教学课时讲授2课时教学设想数据传输是数据通信的基础，本次课主要介绍数据传输的过程、基带传输与宽带传输技术和串行传输与并行传输技术。在数据传输过程的教学中，重点介绍清楚数据传输几个概念，数据传输过程可以以人们捎口信做类比进行教学；基带传输与
39、宽带传输要讲清楚两者的区别，以及宽带与平时所说宽带的区别，以免引起学生的误解；串行通信与并行通信可以用列队做类比进行教学以帮助学生理解。教学过程一、引入在数据通信系统中，通信信道为数据的传输提供了各种不同的通路，对应于不同类型的信道，数据传输可以采用不同的方式。今天我们来学习数据传输的相关内容。二、新授课数据传输 1.数据传输的过程 两台计算机之间的数据传输首先需要将信息用二进制代码来表示，其次还要将二进制代码以一定的信号形式(如电压、电流、脉冲等)来表示，然后将信号经由信道进行传输，到达接收方后，再根据这些信号恢复为代码，从而得到发送端的信息。数据传输的相关概念：（本行以下板书）模拟通信：模
40、拟信号通过模拟信道进行传输。数字通信：模拟信号通过数字信道进行传输。数据通信：是专指信源和信宿中数据的形式是数字的，而不论是通过数字信道传输还是模拟信道传输。数字传输的优点： 抗干扰能力强 适合远距离传输 安全保密性好 适合多媒体信息传输2. 基带传输和宽带传输 数据传输方式依其数据在传输线上原样不变地传输还是调制变样后再传输，可以分为基带传输和宽带传输两大类。 基带信号与基带传输二进制数字脉冲信号称为基带信号基带传输是将数据直接转换为脉冲信号加到电缆上进行传送的数据传输方式。 宽带信号与宽带传输宽带信号是将多组基带信号分别调制不同频率的载波，并由这些载波分别占用不同频段的调制载波组成。宽带传
41、输是将数据加载到载波信号上进行传送的数据传输方式。基带传输和宽带传输最重要的区别在于：基带传输采用的是“直接控制信号状态”的传输方式，而宽带传输采用的是“控制载波信号状态”的传输技术。3.并行传输和串行传输 依据传输线数目的多少，可以将数据传输方式分为：并行传输和串行传输。并行传输用于短距离、高速率的通信，串行传输用于长距离、低速率的通信。 并行传输并行传输是指数字信号以成组的方式在多个并行信道上传输，数据由多条数据线同时传送与接收，每个比特使用单独的一条线路。并行传输的优点在于传送速率高，发收双方间不存在字符同步的问题，缺点是需要多个并行信道，增加了设备的成本，而且并行线路的电平相互干扰也会
42、影响传输质量，不适合做较长距离的通信，主要用于计算机内部或同一系统设备间的通信。常见的并行传输如计算机与打印机之间的数据传输。如下图所示 串行传输串行传输就是将比特流逐位在一条信道上传送。需要解决收发双方如何保持码组或字符同步的问题。相对于并行传输，串行传输的效率低，传输速率慢，但由于只有一条信道，减少了设备的成本，且易于实现与维护。计算机与Modem之间的通信就是串行传输。如下图所示三、课堂总结1.数据传输过程 2.基带信号与基带传输3.并行传输与串行传输 四、课堂练习1.用自己的语言描述数据传输的过程2.数字传输具有的优点是什么？3.基带传输与宽带传输的区别是什么？4.并行传输和串行传输主
43、要用于什么地方？五、作业本章练习：1六、教后记数据通信二教学目标1.掌握单工、半双工和全双工通信的基本原理、特点及主要区别；2.掌握异步传输和同步传输的基本工作原理；3.理解多路复用技术的基本工作原理。教学重点单工、半双工和全双工通信的基本原理教学难点多路复用技术教学课时讲授2课时教学过程一、引入随着科学技术的发展，现在通讯技术越来越发达，十年前的寻呼机现在已经难觅踪迹了，手机的使用越来越普及，大家来想一想，手机、寻呼机以及现在一些小区保安使用的对讲机等在使用中的区别是什么？二、新授课数据通信 1.单工、半双工和全双工通信 在串行通信中，根据数据流的方向可以将通信分为单工、半双工和全双工通信3
44、种方式。 单工通信单工通信是指在两个通信设备间，信息只能沿着一个方向被传输。采用单工通信时，在通信设备双方中，一方为发送设备，另一方为接收设备。广播和电视节目的传送以及寻呼系统都属于单工通信的例子。 半双工通信半双工通信是指两个通信设备间的信息交换可以双向进行，但不能同时进行。也就是说，在同一时间内仅能使信息在一个方向上传输。半双工通信设备的两端要求既要有发送设备，又要有接收设备，因此该方式需要具有信道转换能力，通常用软件控制换向，换向过程中存在换向的延时时间，也可以采用人工操作机械开关的方法进行控制。其典型的例子是对讲机或计算机与终端的通信。 全双工通信全双工通信是指两个通信设备间可以同时进
45、行两个方向上的信息传输。两个通信应同时具有发射和接收的功能，与通信站相接的传输设备和传输控制协议必须提供全双工的工作方式，同是还应对缓存器作特殊的考虑，如想进行同时读写就要求缓存中也能同时释放和分配存储器等。我们平时使用的手机类似于全双工通信2.异步传输和同步传输 异步传输异步传输方式又称为起止式同步方式，它是以字符为单位进行同步的，且每一字符的起始时刻可以为任意。数据格式如下图所示：一般“起”信号的长度规定为1个码元宽度，极性为“0”，即用空号(space)代表，“止”信号可以为1、1.5或2个码元的宽度，其长度的选取与所采用的传输代码类型有关。在异步传输方式中字符可以被单独发送或连续发送，
46、字符与字符的间隔期间可以连续发送“1”状态，当不传字符时，不要求收发时钟同步，仅在传输字符时，收发时钟才需要在字符的每一位上同步。异步传输方式的优点是每一个字符本身就包括了本字符的同步信息，不需要在线路两端设置专门的同步设备。其缺点是每发一个字符就要添加一对起止信号，线路的开销增加，传输效率低。异步传输方式常用于1200bps的低速率数据传输中，目前仍在广泛使用。 同步传输同步传输方式是以固定的时钟节拍来连续串行发送数字信号的一种方法。其数据格式如下图所示：同步传输方式中，要求收发两端的时钟都必须在每个比特上保持一致。在同步传输中，数据的发送一般以帧为单位。传送时在每个帧的帧首加两个或两个以上同步字符Sync，帧内每个字符前后不附加起止位。同步字符Syn