数据通信系统
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2023年3月20日发(作者：轻质氧化镁)第二章：数据通信基础
名词解释：
【信息】：是对客观食物的反映，可以是对物质的形态、大小、结构、性能等全部或部分特
性的描述，也可以表示物质与外部的联系。
【数据】：信息可以用数字的形式来表示，数字化的信息称为数据。
【信道容量】：是指信道传输信息的最大能力，通常用信息速率来表示。
【码元】：计算机网络传送中的每1位二进制数字称为“码元”或“码位”。
【比特率】：是一种数字信号的传输速率，它表示单位时间内所传送的二进制编码的有效位
数。
【波特率】：是一种调制速率，也称波形速率。它是针对在模拟信通上进行数字传输时，从
调制解调器输出的调制信号，每秒钟载波调制状态改变的次数。或者说，在数据传输过程中，
线路上每秒钟传送的波形个数就是波特率。
【误码率】：误码率指信息传输的错误率，也称错误率，是数据通信系统在正常工作情况下，
衡量传输可靠性的指标。
【吞吐量】：是单位时间内整个网络能够处理的信息总量。
【信道的传输延迟】：信号在信道中传输，从信源端到达信宿需要一定的时间，这个时间称
为传播延迟（或时延）。
【信道带宽】：信道带宽是指信道所能传送的信号频率宽度，它的值为信道上可传送信号的
最高频率与最低频率之差。
【数据传输率】：是指单位时间内信道内传输的信息量，即比特率。
【数据终端设备（DTE）】：是指用于处理用户数据的设备，是数据通信系统的信源和信宿，
在计算机网络中，它是资源子网的主题。
【数据线路端接设备（DCE）】：又称为数据通信设备，是介于DTE与传输介质之间的设备，
用于将DTE发出的数字信号变换成适合于在传输介质上传输的信号形式，并将它送至传输
截至上；或者将从传输介质上接收的远端信号变换为计算机能接收的数字信号形式，并送往
计算机。
【频带传输】：就是将代表数据的二进制信号，通过调制解调器，变换成具有一定频带范围
的模拟数据信号进行传输，传输到接收端后再将模拟数据信号解调还原为数字信号。
【基带】：人们把矩形脉冲信号的固有频带称为基本频带，简称基带。
【基带传输】：在数字信道上，直接传送基带信号的方法，称为基带传输。
【宽带传输】：在同一信道上，既可以进行数字信息服务也可以模拟信息服务的方法，称为
宽带传输。
【虚电路】：就是两个用户的终端设备在开始互相发送和接收数据之前，需要通过通信网络
建立逻辑上的连接。
【分组交换】：分组交换也称包交换，它是报文交换的一种改进，也属于存储-转发交换方式，
但它不是以报文为单位，而是以长度受到限制的报文分组（Packet）为单位进行传输交换的。
分组也叫做信息包，分组交换有时也称为包交换。
填空题：
1、取连续值的数据称为模拟数据。取离散值的数据称为数字数据。
2、信道可以分为物理信道和逻辑信道；按使用权限可分为专业信道和公用信道；
按传输截至可分为有线信道、无线信道和卫星信道；按传输信号的种类可分为模
拟信道和数字信道。
3、比特率的单位是比特每秒（bps）或千比特美妙（kbps），波特率单位为波特（Baud），
吞吐量的单位是字节/秒或位/秒。
4、单位时间内传送的比特数越多，则信息的传输能力也就越大，表示信道容量越大。
5、带宽越大，所能达到的传输速率就越大，所以信道的带宽是衡量传输系统的一个重要
指标。
6、数据通信系统是由数据终端设备（DTE）、数据线路端接设备（DCE）和通信线路等
组成。
7、更具数据信息在传输线上的传送方向，数据通信方式有单工通信、半双工通信和全
双工通信三种。
8、基带传输是一种最基本的数据传输方式，一般用于在较近举例的数据通信中。在计算
机局域网中，主要就是采用这种传输方式。
9、计算机局域网采用的数据传输系统有基带传输、频带传输和宽带传输三种方式。
10、基带传输和宽带传输的主要区别在于数据传输速率的不同。
11、数据传输中出现差错有多种原因，一般分为内部因素和内部因素。
12、常用的两种差错校验方法为：奇偶校验和循环冗余校验。
13、通常使用的三种数据交换技术分别为：电路交换、报文交换、分组交换。其中报
文交换和分组交换属于存储转发交换方式。电话系统采用的是电路交换。
14、电路交换可分为三个阶段：电路建立阶段、数据传输阶段、拆除电路连接阶段
15、报文交换是以报文为单位进行数据交换。
16、分组交换是以长度收到限制的报文分组为单位进行传输交换的。分组在网络中传输，
还可以分为两种不同的方式：数据报和虚电路。
17、信元交换技术是指异步传输模式（ATM），它是一种面向连接的交换技术，它采用信
元为数据交换单位，信元是由信元头和信息段组成，共53B。
解答题：
一、数据和信息有何关系
数据是信息的载体，信息则是数据的内在含义或解释。
二、简述单工、半双工、双工的通信特点并举例
单工通信：信息只能在一个方向上传送。在进行通信的两个节点中，其中的一段只能作
为发送端发送数据，另一端只能作为接收端接收数据。无线电广播和电视广播都是单工传输
的例子。
半双工通信：双方可交替地发送和接收信息，但不能同时发送和接收。在半双工通信方
式中，通信双方都具有发送和接收功能，并具有双向传输信息的能力，但一端发送时，另一
端只能接收。航空和航海的无线电台和对讲机等，都采用这种方式。
全双工通信：双方可以同时进行双向的信息传输。在全双工通信方式中，通信的双方必
须都具有同时发送和接收的能力，并且需要两个信道分别传送两个方向上的信号，每一端在
发送信息的同时也在接收信息。全双工通信方式已在计算机网络中得到广泛应用。
三、在数据通信系统中，常用数据传输方式有哪几种？简述他们的基本原理。
常用数据传输方式有基带传输、频带传输和宽带传输三种方式。
基带传输原理：在基带传输中，发送端将计算机中的二进制数据经编码器变换为适合在
信道上传输的基带信号，在接收端，由解码器将收到的基带信号恢复成与发送端相同的数据。
频带传输原理：将代表数据的二进制信号，通过调制解调器，变换成具有一定频带范围
的模拟数据信号进行传输，传输到接收端后再将模拟数据信号解调还原为数字信号。
宽带传输原理：一个宽带信道能被划分为许多个逻辑信道，从而可以将各种声音、图
像和数据信息传输综合在同一个物理信道中进行。
四、简述电路交换的特点。
（1）电路交换中的每个节点都是电子式或电子机械式的交换设备，它不对传输的
信息进行任何处理；
（2）数据传输开始前必须建立两个工作站之间实际的物理连接，然后才能通信。
（3）通道在连接期间是专用的，线路利用率较低。
（4）除链路上的传输延时外，不再有其他的延时，在每个节点的延时是很小的。
（5）整个链路上有一致的数据传输速率，连接两端的计算机必须同时工作。
【优点】：实时性好，由于信道专用，通信速率较高；
【缺点】线路利用率低，不能连接不同类型的线路组成链路，通信的双方必须同时工作。
五、相比电路交换，简述报文交换的优缺点。
【优点】（1）线路利用率告，因为一个“节点－节点”的信道可被多个报文共享。
（2）接收方和发送方无需同时工作，在接收方“忙”时，网络节点可暂存报文。
（3）可同时向多个目的站发送同一报文，这在电路交换方式中是难以实现的。
（4）能够在网络上实现报文的差错控制和纠错处理。
（5）报文交换网络能进行速度和代码转换。
【缺点】网络的延时较大且比较大，因而不宜于实时通信或交互式的应用场合。
六、简述分组交换中数据报和虚电路两种交换方式的优缺点。
数据报：
【优点】对于短报文数据，通信传输率比较高，对网络故障的适应能力强。
【缺点】传输时延较大，时延离散度大。
虚电路：
【优点】对于数据量大的通信传输率高，分组传输延时短，且不容易产生数据分组丢失。
【缺点】对网络的依赖性大
七、简述分组交换的特点
分组交换有传输质量高、误码率低、能选择最佳路径、节点电路利用率高，传输信息有
一定时延、适宜于传输短报文等特点。
八、分组交换的优点有哪些？
高效动态分配传输带宽，对通信链路是逐段占用。
灵活以分组为传送单位和查找路由。
迅速必先建立连接就能向其他主机发送分组；充分使用链路的带宽
可靠完善的网络协议；自适应的路由选择协议使网络有很好的生存性
八、请对电路交换、报文交换和分组交换、信元交换做比较说明各自的特点。
（1）对于交互式通信来说，报文交换是不合适的；
（2）对于较轻的间歇式负载来说，电路交换是最合适的，因为可以通过电话拨号
线路来使用公用电话系统；
（3）对于两个站之间很重的和持续的负载来说，使用租用的电路交换线是最合适
的；
（4）当有一批中等数量数据必须交换到大量的数据设备时，宁可用分组交换方法，
这种技术的线路利用率是最高的；
（5）数据包分组交换适用于短报文和具有灵活性的报文；
（6）虚电路分组交换适用于大批量数据交换和减轻各站的处理负担；
（7）信元交换适用于对带宽要求高和对服务质量要求高的应用。
九、信元交换技术（ATM，异步传输模式）相关知识：
ATM是一种面向连接的交换技术，它采用小的固定长度的信息交换单元（一个53Byte
的信元），话音、视频和数据都可由信元的信息域传输。
它综合吸取了分组交换高效率和电路交换高速率的优点，针对分组交换速率低的弱点，
利用电路交换完全与协议处理几乎无关的特点，通过高性能的硬件设备来提高处理速度，以
实现高速化。
ATM是一种广域网主干线的较好选择。