《数据通信与网络》1课程教学大纲

《数据通信与网络》教学大纲课程英文名DataCommunicationandNetworks课程代码03M0152学分2.5总学时40理论学时32实验/实践学时8课程类别专业教育课课程性质必修先修课程信号与系统、C语言程序设计、大学英语适用专业通信工程开课学院信息工程学院一、课程地位与课程目标（一）课程地位本课程是互联网技术日新月异的新媒体和大数据时代的一门重要专业必修课。通过该课程的学习，学生掌握计算机数据通信的原理方法和关键技术、通信网协议体系结构，能够从事组网、网络通信软件设计和工程中数据通信网维护等相关工作、了解互联网信息技术领域相关行业的最新动态，为后续的毕业设计和从事网络通信方面的工作奠定必要的基础，是培养学生能够针对通信工程问题，开发、选择与使用恰当的通信技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性的重要途径，并帮助学生理解和评价针对通信工程问题的专业工程实践对环境、社会可持续发展的影响。通过双语课程的学习，学生能够就通信领域的复杂工程问题与同行及社会公众进行有效沟通和交流，具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交流；掌握基本外文文献检索及运用多媒体技术获取通信等领域相关信息的基本方法。能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。（二）课程目标该课程应达到的预期学习结果（ILO，IntendedLearningOutcomes）如下所示：1、ILO-1.数据通信模型及协议：了解现代企业对数据通信的需求；明晰通信模型的构成；区分通信模型各个模块的功能及联系。明晰协议的基本概念；区分两种通信协议参考模型；理解体系结构的必要性以及作用及开发标准化协议体系结构的意义；能够用协议体系结构的思路描述或设计通信模型。2、ILO-2.数据传输及传输介质：区分数字和模拟信息源；明晰模拟和数字传输的特征；根据传输损伤的特点分析其对数据通信中数字传输和模拟传输的影响；利用香农公式计算分析数据率带宽与噪声关系，并分析影响数据传输质量的可能因素。掌握传输介质的物理特性和传输特性，分析介质对数据传输的影响。3、ILO-3.数据编码及链路控制：明晰信号编码技术，理解各编码技术的优势及特性；掌握链路的差错检测和纠错技术及方法；明晰HDLC的基本概念，分析链路中的流量控制机制；基于链路控制协议分析并计算网络中基本链路结点之间数据传输速率，即通过理论计算解决点到点通信相关的复杂工程问题，通过理论预测指导实践。4、ILO-4.通信网络数据交换技术及IP协议：理解交换网络概念及应用；判断广域网中不同的数据交换技术；利用IP协议的基本知识区分网络的类别和子网互联的关系；了解IP资源的分配使用，从而理解网络IP资源分配及子网和主机的配置。5、ILO-5.通信链路传输的有效性和可靠性因素分析:理解HDLC链路在数据交换过程中的操作，结合数据通信的基本知识分析链路传输中的影响因素以及介质传输性能选择合适的传输介质，使用合适的链路差错及流量控制方法和数据交换模式，从而保障链路传输有效性和可靠性。6、ILO-6.数据通信实验：了解局域网的连接性，熟悉网络命令；分析实验中需要解决的问题，制定实验方案，使用实验设备和软件等工具，验证方案的正确性，感知和认识通信协议的工作原理并进行分析，理解理论指导实践的意义。7、ILO-7.实践任务：通过查阅国内外技术文献确定与数据通信及互联网技术相关的主题，设定交流环境及场景，设计发布方案，制作PPT等通过现场发布会模式考核。（三）思政教育目标1、通过数据通信的基本原理与方法在工程实践中的应用，引导学生树立正确的职业价值观，培养学生对通信工程师职业的热爱；通过双语课程学习，引导学生学习国外先进的技术和知识，探索未来通信技术前沿发展，通过了解通信及协议标准发布的相关国际组织，激励学生树立向世界看齐的信心，增强学生对国家自强发展的紧迫感和培养学生的爱国情怀。2、理论结合实际，引导学生认识到互联网深刻改革各行各业，它对实体经济的革新不仅是技术层面，更是思维和模式的变革，以帮助学生树立勇于探索的科学精神和敢于创新的理念和信心，为促进全新经济发展做出贡献；3、新经济是一个跨行业、跨领域的概念，而互联网作为新一轮科技和产业的核心，有着极强的跨界渗透能力，通过数据通信、计算机通信、通信协议、互联网的应用学习，引导学生要解放思想、敢于开拓创新，树立信心，在行业专精的基础上，储备跨行业、学科的知识和能力，在大数据和互联网的背景下，能够将通信网络应用到其他行业中，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素，培养学生的社会责任感，促进传统行业的变革和升级，提高经济效益，推动社会的更好发展。4、课程的整个教学中通过关注行业最新动态资讯和通信人的故事，科学家事迹穿插到理论课堂教学中，以此培养学生的职业素养、科学探索精神、专业情怀和对职业的热爱，帮助学生树立掌握最新通信技术的信心和及时了解国内外行业最新动态。二、课程目标达成的途径与方法主要以课堂教学为主，结合期末测试、课堂测试、大作业、小班讨论和实验等途径和方法来达成。具体每个课程目标的达成途径与方法见下表所示。课程目标达成途径ILO-1~ILO-5课堂教学、课后自学、作业、线上平台的打卡问答、课堂提问、线上补充教学和期末测试ILO-6上机实践操作、实验指导、验收、实验报告ILO-7课外资料查阅等准备、教师审核、学生课堂报告、教师的指导提问、最终文档三、课程目标与相关毕业要求的对应关系课程目标课程目标对毕业要求的支撑程度（H、M、L）毕业要求指标点1-5毕业要求指标点2-3毕业要求指标点10-2ILO-1L(0.10)ILO-2M(0.15)ILO-3H(0.25)ILO-4L(0.10)ILO-5L(0.10)ILO-6M(0.20)ILO-7L(0.10)注：1.支撑强度分别填写H、M或L（其中H表示支撑程度高、M为中等、L为低，保证H>M>L，具体对应的数值，根据各自课程来定）四、课程主要内容与基本要求1、数据通信网概述了解现代企业数据通信和网络构成，企业数据传输和网络容量的需求，掌握通信模型构成，熟悉企业数据通信网络发展趋势和特点，熟悉网络配置中的通信和网络要素，熟悉广域网和局域网的基本特点，掌握几种基本的局域网和广域网类型。引导学生认识到互联网深刻改革各行各业，它对实体经济的革新不仅是技术层面，更是思维和模式的变革，以帮助学生树立勇于探索的科学精神和敢于创新的理念和信心，学好专业知识，培养学生对通信行业的热情，对通信事业的追求，为促进全新经济发展做出贡献。3、数据传输及传输介质掌握数据传输的基本概念，理解数字传输与模拟传输的区别，熟悉传输损伤对点对点数据系统性能的影响，理解传输信道的容量与数据率、传输损耗的定量关系。熟悉三类常用导向的物理特性和传输特性，了解非导向介质的分类及无线传输的方法。这部分内容是数据通信部分的基础，后续章节的学习需要掌握本章的内容。4、信号编码熟悉常用的数据转换成信号的编码技术，掌握常用编码技术的应用和优势。5、流量控制与差错控制了解数据传输过程的差错类型，掌握数据传输过程中的差错检测方法并能应用。理解HDLC链路的流量控制机制，掌握链路的数据传输纠错方法，理解点对点链路的数据传输操作过程。本章内容是点到点数据传输链路控制的核心内容，要求通过理论知识学习分析网络中节点之间链路利用率，传输数据率，数据拥塞等情况，用于实践指导。6、协议体系结构了解简单的通信协议，掌握协议和协议体系结构的概念，理解协议标准化的意义，掌握两种通信协议参考模型，本章内容是理解通信协议的基础知识，通过学习和理解，学生可以基于协议体系结构的思路和理念理解协议的设计以及在实际通信中的应用。7、通信交换网、IP协议及互联网应用了解交换网的基本概念，掌握交换网中数据交换技术。了解交换网数据传输过程中的路由交换技术。互联网是广域网和局域网的有机结合，熟悉互联网的应用，同时了解国际上通信协议和通信标准及应用，了解国际网络通信的最新动态，与国际同步。了解IP资源的分配使用情况，熟悉IP地址的分类及构成。五、课程学时安排章节号教学内容学时数学生任务对应课程目标第1章数据通信、数据网络和因特网21.课后完成导读部分阅读及学习ILO-1，ILO-4第2章协议体系结构及互联网应用51.完成课后协议设计的作业2.完成课后KeyTerms的自学与自测3.完成课前的问题测试4.完成网络互联测试的实验及网络命令使用ILO-1，ILO-4，ILO-6第3章数据传输31.完成信道容量计算的作业2.完成课后KeyTerms的自学与自测3.完成课前的问题测试ILO-2第4章传输介质31.完成传输介质的传输数据率计算的作业2.完成课后KeyTerms的自学与自测3.完成课后网线的制作学习ILO-2第5章信号编码技术21.完成数字数据编码作业2.完成传输带宽计算的作业3.完成课后KeyTerms的自学与自测ILO-3第6章差错检测和纠正31.完成CRC差错检测的分析应用题2.完成课后KeyTerms的自学与自测ILO-3，ILO-5第7章数据链路控制协议41.完成链路流量控制的分析应用题2.完成课后KeyTerms的自学与自测3.安排学生课堂3分钟报告ILO-3，ILO-5第9章广域网技术及协议41.完成电路交换网链路应用题2.完成课后KeyTerms的自学与自测3.安排学生课堂3分钟报告ILO-1，ILO-4，ILO-7第14章网际协议61.预习IP地址资源的分配2.完成点对点通信的实验3.安排学生课堂3分钟报告ILO-4，ILO-6，ILO-7六、实践环节及基本要求序号实验项目名称学时基本要求学生任务实验性质实验类别1Usageofnetworkcommands4了解网络命令，熟悉网络命令的使用方法和格式，培养基本的实践动手能力和自学能力。完成至少10个常用网络命令的使用操作。验证必做a)Findingoutyourowncomputeronlan熟悉局域网的配置和连接，熟悉网络层以及网络层以下的协议，能在局域网中找到主机。教师提供实验操作的英文资料，学生按照要求步骤阅读资料，并通过链接完成各项操作练习，掌握网络配置和连接，以及数据的转发原理。操作b)ExamcomputersonyourownLAN能够识别自己主机的以太网地址，然后识别另一台主机的以太网地址。c)Examcomputersonremotenetworks熟悉通过本地网络的主机发生数据包到远程网络的主机来测试计算机的连接，熟悉通过中继系统的数据转发过程。2a:datacommunicationforpointtopointbasedonUDP4熟悉通信协议，熟悉winsock通信，通过共享代码编写API函数接口完成点到点的两台主机的通信。教师提出基本的要求，学生根据要求查阅资料，设计方案，完成程序设计，理解数据通信原理和协议，验收能回答老师的提问，最后完成实验报告。设计必做b:datacommunicationforpointtopointbasedonTCP注：1.实验性质指演示性、验证性、设计性、综合性等；2.实验类别指必做、选做等。实验2中的a和b选一七、考核方式及成绩评定考核内容考核方式评定标准（依据）占总成绩比例考核与课程目标对应关系过程考核含到课率、课前线上问答签到、平时作业、小组自评测学习内容等签到记录、问答记录作业记录、随堂测试记录20%ILO-1~ILO-5实践任务逐个课堂汇报、文档材料准备汇报表现、文档材料质量打分10%ILO-7实验考核验收及实验报告验收成绩报告批改成绩20%ILO-6期末考核闭卷卷面成绩50%ILO-1~ILO-5考核类别考试成绩登记方式百分制八、课程目标达成度评价方法课程目标权重成绩评定ILO-1过程考核0.3相应课堂测试平均分A10期末测试0.7相应期末考试平均分B10ILO-1达成度=0.3*A10+0.7*B10ILO-2过程考核0.3相应课堂测试平均分A20期末测试0.7相应期末考试平均分B20ILO-2达成度=0.3*A20+0.7*B20ILO-3过程考核0.3相应课堂测试平均分A30期末测试0.7相应期末考试平均分B30ILO-3达成度=0.3*A30+0.7*B30ILO-4过程考核0.3相应课堂测试平均分A40期末测试0.7相应期末考试平均分B40ILO-4达成度=0.3*A40+0.7*B40ILO-5过程考核0.3相应课堂测试平均分A50期末测试0.7相应期末考试平均分B50ILO-5达成度=0.3*A500+0.7*B50ILO-6验收+报告验收*0.5+报告*0.5平均分A60ILO-6达成度=1