数据通信的基本概念(1).

1、模块一模块一 信息、数据及通信的基本概念信息、数据及通信的基本概念 考点一：信息、数据的基本概念1、信息与数据 信息是人对现实世界事物存在方式或运动状态的某种认识;通常是由文字，符号，图形等表现出来的消息，音讯等，泛指人类社会传播的一切内容。数据是把事物的某些属性规范化后的表现形式;是信息的具体表现形式。如：数字、字符、声音、图像等。考点一：信息、数据的基本概念2、信息的特征 （1）载体依附性（2）价值相对性（3）时效（4）可共享（5）可传递（6）客观性（7）可处理性（8）真伪性考点一：信息、数据的基本概念3、常见术语 IT（Information Technology)：信息技术3C技术：通

2、信技术、计算机技术、控制技术的合称。例题解析例题解析例题解析在介绍数据通信之前在介绍数据通信之前, ,先对几个基本术语做一下解释先对几个基本术语做一下解释: : (1)(1)数据数据一一可定义为有意义的实体一一可定义为有意义的实体, ,它涉及到事物的存在形式。它涉及到事物的存在形式。数据可分为数据可分为模拟数据模拟数据和和数字数据数字数据两大类。两大类。模拟数据模拟数据是在某个区间内连续变化的植是在某个区间内连续变化的植, ,例如声音和视频都是幅度连续例如声音和视频都是幅度连续变化的波形变化的波形, ,又如温度和压力也都是连续变化的值又如温度和压力也都是连续变化的值; ;数字数据数字数据是离散

3、的值是离散的值, ,例如文本信息和整数。例如文本信息和整数。(2)(2)信号信号一一是数据的具体物理表现形式，如：电子或电磁编码。一一是数据的具体物理表现形式，如：电子或电磁编码。对应于模拟数据和数字数据对应于模拟数据和数字数据, ,信号也可分为信号也可分为模拟信号模拟信号和和数字信号数字信号。模拟信号模拟信号是随时间连续变化的电流、电压或电磁波是随时间连续变化的电流、电压或电磁波, ,可以利用其某个参可以利用其某个参量量( (如幅度、频率或相位等如幅度、频率或相位等) )来表示要传输的数据来表示要传输的数据; ;数字信号数字信号则是一系列离散的电脉冲则是一系列离散的电脉冲, ,可以利用其某一

4、瞬间的状态来表示可以利用其某一瞬间的状态来表示要传输的数据要传输的数据(3)(3)通信的三要素：通信的三要素：信源信源一一即通信过程中产生和发送信息的一一即通信过程中产生和发送信息的设备或计算机设备或计算机。 信宿信宿一一即通信过程中接收和处理信息的一一即通信过程中接收和处理信息的设备或计算机设备或计算机。信道信道一一是信源和信宿之间的一一是信源和信宿之间的通信线路通信线路。 考点2 通信的基本概念雪六角形凉白色信息数据信号例子 1、信息、数据、信号三者的关系信息：人对雪花和马的认识信息：人对雪花和马的认识数据：文字，二进制数，十进制数数据：文字，二进制数，十进制数信号：电压，光，磁场强度信号

5、：电压，光，磁场强度时间、温度、电波、声音字符，二进制数，电脉冲信号中没有断开或不连续的的地方；信号仅取一些有限数目的值；2、数字信号与模拟信号模拟信号：数字信号：幅度（a）模拟信号幅度（b）数字信号模拟信号和数字信号的表示模拟： 波动性； 持续变化； 反映事物的本质； 在电信业已经被广泛 使用超过100年；数字： 抗干扰性强； 可靠性高； 易加密， 容易存储处理和传输 模拟信号与数字信号的特点模拟信号和数字信号的对比模拟信号和数字信号的对比数字信号的离散性，使具有较模拟信号更强的抗干扰性数字信号的离散性，使具有较模拟信号更强的抗干扰性。1 0111001 011100模拟信号和数字信号都可以

6、在合适的传输媒体上进行传输,即模拟传输和数字传输。无论哪种情况,在传输一定距离之后,模拟信号都将衰减。为了实现长距离传输,模拟传输系统要用放大器来增强信号中的能量,但同时也会使噪音分量增强,以至引起信号畸变。对于模拟数据来说,例如声音,即使存在一些畸变,内容仍然可以听懂理解;但对于数字数据来说,畸变将会使数据传输产生错误。数字传输的衰减也会危及数据的完整性,数字信号只能在一个有限距离内传输,为了获得更大的传输距离,可以使用中继器。中继器接收衰减了的数字信号,把数字信号恢复为“、1的标准电平,然后重新传输这种新的信号,这样就有效地克服了衰减。 信道信道信道 信号传输的通道信号传输的通道模拟信道模

7、拟信道 传输模拟信号的通道传输模拟信号的通道数字信道数字信道 传输数字信号的通道传输数字信号的通道电话模拟数据模拟信号（a）模拟数据在模拟信道上传输调制/解调器数字数据模拟信号（b）数字数据在模拟信道上传输编码解码器（c）模拟数据在数字信道上传输模拟数据数字信号信号的传输方式1、基带传输基带传输（数字传输）：2、频带传输频带传输（模拟传输）特点：原样传输，速度快，设备简，不适合远距离传输特点：适合远距离传输，需要使用调制解调器3、宽带传输宽带传输：将、声音、图像等多媒体信息综合到一个物理信道进行高速数据传输，传输距离远，技术复杂，成本相对较高。数据通信的任务是传输数据信息数据通信的任务是传输数

8、据信息, ,希望达到传输速度快、出希望达到传输速度快、出错率低、信息量大、可靠性高错率低、信息量大、可靠性高, ,并且既经济又便于使用维护。并且既经济又便于使用维护。这些要求可以用下列技术指标加以描述。这些要求可以用下列技术指标加以描述。 1.数据传输速率（比特率、传输率）数据传输速率（比特率、传输率）定义：是指每秒能传输的二进制信息位数。定义：是指每秒能传输的二进制信息位数。单位：单位： 位位/秒秒(bits per sec-ond),记作记作bpsbps或或bit/sbit/s。信号速率（传码率、调制速率）信号速率（传码率、调制速率） 定义：每秒发送的信号个数定义：每秒发送的信号个数单位：

9、单位：baud（波特）波特） 2.信道容量信道容量 信道容量表征一个信道传输数据的能力信道容量表征一个信道传输数据的能力,单位也用位单位也用位/秒秒(bps)。 信道容量信道容量与与数据传输速率数据传输速率的的区别区别： 信道容量表示信道的最大数据传输速率信道容量表示信道的最大数据传输速率,是信道传输数据是信道传输数据能力的极限。能力的极限。 数据传输速率则表示实际的数据传输速率。数据传输速率则表示实际的数据传输速率。（就像公路上的最大限速值与汽车实际速度之间的关系一样（就像公路上的最大限速值与汽车实际速度之间的关系一样, ,它们虽然采用相同的单位它们虽然采用相同的单位; ;但表征的是不同的含

10、义。）但表征的是不同的含义。）影响信道容量的因素 信道容量不仅由传输介质决定，还受到信道上网络设备处理速度的影响。 带宽就像水管的粗细 网络设备就像水管的阀门、连接器等 数据就像水管中的水信道带宽、信道容量、比特率的关系 带宽就像道路的宽窄 容量就像道路上的限速 数据就像要跑在道路上的车 比特率就如实际车速3.误码率误码率 误码率是衡量数据通信系统在正常工作情况下的传输可靠误码率是衡量数据通信系统在正常工作情况下的传输可靠性的指标。性的指标。它定义为二进制数据位传输时出错的概率。它定义为二进制数据位传输时出错的概率。 通信有两种基本方式通信有两种基本方式: :即即串行方式串行方式和并行方式和并

11、行方式0123:n-1信号地0123:n-1信号地源DTE目的DTE110001信号地1 0 0 1 0 0 1 1并行串行速度低，成本低，速度低，成本低，远程通信中常用远程通信中常用需解决位同步问题需解决位同步问题通常情况下通常情况下:并行方式用于近距离通信并行方式用于近距离通信串行方式用于距离较远的通串行方式用于距离较远的通信。信。 在并行数据传输中有多个数据位在并行数据传输中有多个数据位, ,例如例如8 8个数据位个数据位, ,同时在两个设备之间传输。发同时在两个设备之间传输。发送设备将送设备将8 8个数据位通过个数据位通过8 8条数据线传送条数据线传送给接收设备给接收设备, ,还可附加

12、一位数据校验位。还可附加一位数据校验位。接收设备可同时接收到这些数据接收设备可同时接收到这些数据, ,不需做不需做任何变换就可直接使用。任何变换就可直接使用。在计算机内部的数据通信通常以并行方在计算机内部的数据通信通常以并行方式进行。并行的数据传送线也叫总线式进行。并行的数据传送线也叫总线, ,如如并行传送并行传送8 8位数据就叫位数据就叫8 8位总线位总线, ,并行传送并行传送1616位数据就叫位数据就叫1616位总线。位总线。1.1.并行通信方式并行通信方式优点优点: :是传输速度快是传输速度快, ,处理简单处理简单缺点：进行远距离数据传输时费用高缺点：进行远距离数据传输时费用高 串行数据

13、传输时串行数据传输时, ,先由具有先由具有8 8位总线的计位总线的计算机内的发送设备算机内的发送设备, ,将将8 8位并行数据经位并行数据经并并一串转换硬件一串转换硬件转换成串行方式转换成串行方式, ,再逐位经再逐位经传输线到达接收站的设备中传输线到达接收站的设备中, ,并在接收端并在接收端将数据从串行方式重新转换成并行方式将数据从串行方式重新转换成并行方式, ,以供接收方使用。以供接收方使用。1.1.串行通信方式串行通信方式优点优点: :现实意义更大现实意义更大缺点：与并行传输相比速度慢缺点：与并行传输相比速度慢 串行通信按数据传送方式分为：同步通信和异步通信串行通信按数据传送方式分为：同步通信和异步通信 串行通信按数据传送的方向结构分为：单工、半双工、和全双工串行通信按数据传送的方向结构分为：单工、半双工、和全双工发送机发送机发送机接收机发送机接收机接收机接收机接收机发送机数据应答数据应答数据应答数据应答（a）单工通信（b）半双工通信（c）全双工通信全双工全双工数据通信允许数据同数据通信允许数据同时在两个方向上传输时在两个方向上传输, ,因此全因此全双工通信是两个单工通信方双工通信是两个单工通信方式的结合式的结合, ,它要求发送设备和它要求发送设备和接收设备都有独立的接收和接收设备都有独立的接收