2015创新设计-网络技术(第2章)

第二章 数据通信基础 【高考考纲】 高考考纲 考情 1．掌握数据通信的基本概念。 2．掌握数据传输方式及数据交换技术。 本章是计算机网络技术的重要章节。本章概念较多要注意概念间的分类和区别，考点以选择题和简答题的考查为主。     第一节 数据通信的基本概念 考点一：信息和数据 【知识梳理】 1.信息 信息是对客观事物的反映，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，也可示物质与外部的联系。 信息有各种存在形式，例如数字、文字、声音、图形和图像等。 2.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。 数据是信息的载体，信息则是数据的内在含义或解释。 数据可以分成两类：模拟数据和数字数据。计算机中的信息都是用数字形式来表示的。 助记图： 【典例精讲】 例1.计算机中存储的是（）数据 A．数字    B.模拟  C.数字或模拟  D.以上都不对 【解析】数据可以分成两类：模拟数据和数字数据。计算机中的信息都是用数字形式来表示的。 【答案】A 【跟踪练习】 1.下列关于信息和数据的说法不正确的是（） A.信息是对客观事物的反映 B.数据是信息的载体 C.数据是信息的一种存在形式 D.信息是数字的内在含义 答案：C 考点二：信道和信道容量 【知识梳理】 1.信道 信道是传送信号的一条通道，可以分为物理信道和逻辑信道。 物理信道是指用来传送信号或数据的物理通路，由传输介质及其附属设备组成。 逻辑信道也是指传输信息的一条通路，但在信号的收、发节点之间并不一定存在与之对应的物理传输介质，而是在物理信道基础上，由节点设备内部的连接来实现。 2.信道的分类 信道按使用权限可分为专业信道和共用信道。 信道按传输介质可分为有线信道、无线信道和卫星信道。 信道按传输信号的种类可分为模拟信道和数字信道。 3.信道容量 概念：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。 信道容量大，单位时间内传送的比特数越大，则信息的传输能力也就越大，表示。 信道容量由信道的频带（带宽）、可使用的时间及能通过的信号功率和噪声功率决定。 信道容量的表达式：C =Blog（1+S/N） C：信道容量                 B：信道带宽  S：接收端信号的平均功率     N：信道内噪声平均功率 【典例精讲】 例2. 关于信道下列说法不正确的是（） A.信道是传送信号的一条通道 B. 信道按传输介质可分为模拟信道和数字信道 C. 信道容量是指信道传输信息的最大能力 D. 信道容量越大，单位时间内传送的比特数越多 【解析】模拟信道和数字信道是按信道传输信号的种类进行分类的。按信道传输介质可分为有线信道、无线信道和卫星信道。 【答案】B 【跟踪练习】 2.下列指标与信道容量的大小无关的是（） A．信道带宽  B.接收端的平均功率  C.噪声平均功率    D.误码率 答案：D 考点三  码元和码字 【知识梳理】 1.码元 一个数字脉冲称为一个码元。 是构成信息编码的最小单位。 在计算机网络中1位二进制数字称为码元。 2.码字 7个码元组成的二进制数字序列，称为码字。例如：1000001 【典例精讲】 例3. 在数据通信的基本概念中，构成信息编码的最小单位是（） A. 二进制位  B.字节  C.码元 D.码字 【解析】一个数字脉冲称为一个码元，是构成信息编码的最小单位。 【答案】C 【跟踪练习】 3. 下列关于码元的说法正确的是（） A.一个数字脉冲 B.8个0或1构成的序列 C.多个0或1构成的序列 D.一组数字脉冲 答案：A 考点四：数据通信系统主要技术指标 【知识梳理】 1.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代码的有效位（bit）数，单位用比特每秒（bps）或千比特每秒（Kbps）表示。 2.波特率：是一种调制速率，也称波形速率。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，其单位为波特（baud）。 3.误码率：指信息传输的错误率，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。 4.吞吐量：是单位时间内整个网络能够处理的信息总量，单位是字节/秒或位/秒。在单信道总线型网络中，吞吐量=信道容量×传输效率。 5.信道的传播延迟：信号在信道中传播，从信源端到达信宿端需要的时间。这种传播延迟与距离、传播速度和网络技术有关 助记口诀：比（bps）波（baud）误吞迟（谐音：笔墨勿吞食）。 【典例精讲】 例4. (2014年高考题)在数据传输过程中，线路上每秒钟传送的波形个数称为（） A. 比特率  B.误码率  C.波特率 D.吞吐量 【解析】本题考查了波特率的概念 【答案】C 例5.(2014年高考题)小明家安装了10兆的联通宽带，他从网上下载学习资料，下载速度的最大理想值可达到（） A．10MB/S  B.10KB/S  C. 1.25MB/S    D.1.25KB/S 【解析】本题考查了比特率的概念。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代码的有效位（bit）数，单位用比特每秒（bps）表示。10兆的联通宽带的下载速率可达10Mbps。因为8bit=1B，所以10Mbps=10/8=1.25MB/S 【答案】C 【跟踪练习】 4. 在数据传输过程中，表示单位时间内所传送的二进制代码的有效位（bit）数的是（） A．比特率  B.波特率  C.误码率    D.信息速率 答案：A 5. 在数据传输过程中，下列因素与信道的传播延迟无关的是（） A.信源端与信宿端的距离      B.传播速度 C.噪声平均功率              D.采用的交换技术 答案：C 考点五：带宽与数据传输率 【知识梳理】 1.信道带宽： 信道带宽是指信道所能传送的信号频率宽度。 信道带宽的值为信道上可传送信号的最高频率减去最低频率之差。 带宽越大，所能达到的传输速率就越大 2.数据传输率 是指单位时间内信道传输的信息量，即比特率。 数据传输率的高低由传输每1位数据所占时间决定，传输每1位数据所占时间越小，则速率越高。 【典例精讲】 例6. 在数据传输过程中，若一条传输线路可以接受600-2200HZ的频率，则该传输线的信道带宽是（） A. 600HZ  B.2000HZ  C.1600HZ D.600-2200HZ 【解析】信道带宽的值为信道上可传送信号的最高频率减去最低频率之差2200-600=1600HZ 【答案】C 【跟踪练习】 6. 数据传输率是指（） A.信道传输信息的最大能力 B.信道所能传送的信号的频率宽度 C.单位时间内整个网络能够处理的信息总量 D.单位时间内信道传输的信息量 答案：D 【课时训练】 一、选择题 1.计算机网络通信传输的是（） A．数字信号    B.模拟信号  C.数字或模拟信号  D.数字脉冲信号 答案：A 2.下列关于信息和数据的关系说法正确的是（） A．数字化的信息称为数据    B.信息可以用数字的形式表示  C.数字是信息的载体          D.信息是数据的内在含义 答案：C 3.（）是信息传输的物理通道 A．信道    B.编码  C.数据  D.介质 答案：A 4. 信道容量指的是（） A.信道传输信息的最大能力 B.信道所能传送的信号的频率宽度 C.单位时间内整个网络能够处理的信息总量 D.单位时间内信道传输的信息量 答案：A 5. 二进制数字1000001是由7个码元组成的序列，通常称为（） A．码元    B.码字  C.字节  D.码位 答案：B 6. 数据通信系统在正常工作情况下，衡量传输可靠性的指标是（） A．比特率  B.波特率  C. 误码率  D.吞吐量 答案：C 7.在数据通信系统主要技术指标中，单位时间内整个网络能够处理的信息总量是指（） A．比特率  B.波特率  C. 误码率  D.吞吐量 答案：D 8.信道带宽指的是（） A.信道传输信息的最大能力 B.信道所能传送的信号的频率宽度 C.单位时间内整个网络能够处理的信息总量 D.单位时间内信道传输的信息量 答案：B 9. 在数据通信系统主要技术指标中，单位时间内信道传输的信息量是指（） A．比特率    B.波特率  C.误码率  D.数据传输率 答案：D 10. 普通电话线的信道带宽一般为（）HZ A．600    B.2200  C.600-2200  D.3000 二、简答题： 1.简述数据通信系统的主要技术指标有哪些？ 答案：（1）比特率（2）波特率（3）误码率（4）吞吐量（5）信道的传播延迟 2.简答比特率、波特率、数据传输率与信道容量的概念 答案：（1）比特率：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代码的有效位（bit）数，单位用比特每秒（bps）或千比特每秒（Kbps）表示。 （2）波特率：波特率是一种调制速率，也称波形速率。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，其单位为波特（baud）。 （3）数据传输率是指单位时间信道内传输的信息量，即比特率，单位为比特/秒。 （4）信道容量：是指信道传输信息的最大能力，常用信息速率表示。 第二节 数据传输方式 考点一：数据通信系统模型 【知识梳理】 【典例精讲】 例1. (2014年高考题)数据通信系统中数据链路端接设备是（） A. DCE  B.信源  C.DTE D.信宿 【解析】数据通信系统的一般结构模型由数据终端设备（DTE）、数据线路端接设备和通信线路等组成。信源和信宿指的是访问节点。 【答案】A 【跟踪练习】 1. 数据通信系统中介于DTE与传输介质之间的设备是（） A．信源  B.DCE  C.终端    D.终端控制器 答案：B 考点二：数据线路的通信方式 【知识梳理】 【典例精讲】 例2．（2014年高考题）小明在十字路口看到交警同志在用对讲机讲话，那么对讲机属于（） A. 单工通信  B. 半双工通信  C.全双工通信  D.以上都不对 【解析】半双工通信的双方可交替的发送和接收数据，但不能同时发送和接收。对讲机和航空航海的无线电台都是采用这种方式的。 【答案】B 例3．在数据通信方式中，信息只能在一个方向上传送的通信方式是（） A. 单工通信  B. 半双工通信  C.全双工通信  D.以上都不对 【解析】单工通信：单向、半双工通信：双向但不同时、全双工通信：双向且同时 【答案】A 【跟踪练习】 2.无线电广播的数据通信方式属于（） A. 单工通信  B. 半双工通信  C.全双工通信  D.以上都不对 答案：A 3．在数据通信方式中，需要两条信道的是（）数据通信方式 A. 单工通信  B. 半双工通信  C.全双工通信  D.以上都不对 答案：C 考点三：数据传输方式 【知识梳理】 例4．在数据传输方式中，在数字信道上，直接传送基带信号的方法称为（） A．基带传输  B.频带传输  C.宽带传输  D.调制传输 【解析】基带传输方式传输基带信号（数字信号）、频带传输方式传输模拟信号、宽带传输方式传送数字信号和模拟信号 【答案】A 例5．在数据传输方式中，可以利用电话线进行远距离数字通信的是（） A．基带传输  B.频带传输  C.宽带传输  D.调制传输 【解析】基带传输利用数字信道适用于近距离传输、频带传输克服了电话线上不能直接传输基带信号的缺点适用于远距离的数字通信。 【答案】B 【跟踪练习】 4. 在同一信道上，（）传输系统既可以进行数字通信服务也可以进行模拟通信服务 A．基带B.频带  C.宽带D.以上都不对 【答案】C 5. 在计算机局域网中，主要采用（）传输方式 A．基带B.频带  C.宽带D.以上都不对 【答案】A 【课时训练】 一、选择题 1.下列（）不是数据通信系统的组成部分 A．DTE  B.DCE  C.半双工通信  D.通信线路 答案：C 2.在数据通信系统模型中，作为数据通信系统的信源和信宿的是（） A．DTE  B.DCE  C. 通信线路  D. modem 答案：A 3.下列（）不属于数据线路的通信方式 A．单工通信  B.全双工通信  C.半双工通信  D.通信线路 答案：D 4.属于单工传送的是（） A．电视广播  B.对讲机  C.计算机网络  D.无线电台 答案：D 5.在数据传输方式中，可以同时进行双向的信息传输的是（） A．单工通信  B.半双工通信  C.全双工通信  D.通信线路 答案：C 6. 数据传输方式不包括（） A．基带传输  B.频带传输  C.宽带传输  D.调制传输 答案：D 7.（）传输方式是一种最基本的数据传输方式，一般用在较近距离的数据通信中。 A．基带传输  B.频带传输  C.宽带传输  D.调制传输 答案：A 8.关于频带传输方式说法不正确的是（） A.提高了通信线路的利用率        B.传输的信号是数字信号 C.能利用电话线进行数字通信                  D.适用于远距离传输 答案：B 二、简答题： 1.简答什么是单工、半双工和全双工通信？试举例说明它们的应用场合。 答案：根据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：在单工通信方式中，信息只能在一个方向上传送。 例：无线电广播和电视广播。 半双工通信：半双工通信的双发可交替的发送和接收信息，但不能同时发送和接收。 例：航空和航海的无线电台、对讲机等。 全双工通信：全双工通信的双方可以同时进行双向的信息传输。例：在计算机网络中得到广泛应用。 第三节 数据交换方式 考点一：电路交换 【知识梳理】 1.电路交换的概念： 在电路交换方式中，通过网络节点（交换设备）在工作站之间建立专用的通信通道，即在两个工作站之间建立实际的物理连接。 2.电路交换的三个阶段： 电路建立阶段  数据传输阶段  拆除电路连接阶段 3.电路交换的特点： 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。 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。 通道在连接期间是专用的、线路利用率低。 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。 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。 4.电路交换的优点： 实时性好，由于信道专用，通信速率较高。 5.电路交换的缺点： 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。 6.典型应用： 电话系统、采用计算机化交换机（CBX）为核心的计算机网络 交互式通信（实时通信） 对于较轻的间歇式负载，可使用电话拨号线路。 对于两个站之间很重的和持续的负载，可租用电路交换线路。 【典例精讲】 例1. 在数据传输前需要在两个站点之间建立物理连接的是（） A.电路交换  B.报文交换 C.虚电路交换 D.信元交换 【解析】电路交换在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。 【答案】A 例2.电路交换适用的场合是（） A.实时通信  B.传输信息量较小 C. 传输信息量很重并持续　 D.A和C 【解析】见典型应用 【答案】D 【跟踪练习】 1. 电路交换的优点说法正确的是（） A．实时性好  B.信道专用   C.通信速率低  D.以上都对 答案：C 2．电路交换适用的场合是（） A．电话系统  B.短报文   C.对带宽要求高  D.大批量数据交换 答案：A 考点二：报文交换 【知识梳理】 1.报文交换的概念： 报文交换采取的是“存储—转发”（Store-and-Forward）方式，不需要在通信的两个节点之间建立专用的物理线路。数据以报文的方式发出，报文中除包括用户要传送的信息外，还有源地址和目的地址等信息。 考点助记： 存储—转发 不需物理线路 报文（信息+地址） 2.报文交换的工作原理： 报文从源点出发后，要经过一系列的中间节点才能到达目的节点。 各中间节点收到报文后，先暂时储存起来，然后分析目的地址、选择路由并排队等候。 待需要的线路空闲时才将它转发到下一个节点。 最终达到目的节点。 考点助记：想一想报文交换与快递邮递快件的过程相同吗？ 中 转 站 目的地 中 转 站 3.报文交换的优点： ①线路利用率较高，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。 4.报文交换的缺点： 网络的延时较长且变化比较大，因而不宜用于实时通信或交互式的应用场合。 【典例精讲】 例3.下列关于 报文交换的优点说法错误的是（） A.线路利用率高  B.可同时向多个目的站发送同一报文 C.实时性强 D. 能够在网络上实现报文的差错控制和纠错处理 【解析】报文交换的主要缺点是网络的延时较长且变化比较大，因而不宜用于实时通信或交互式的应用场合。 【答案】C 【跟踪练习】 3. 报文交换的主要缺点是（） A．线路利用率低 B.对网络的依赖性大 C.误码率高 D.网络的延时较长且变化比较大 答案：D 考点三：分组交换 【知识梳理】 1.分组交换的概念： 分组交换也称包交换，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为单位进行传输交换的。分组的最大长度一般规定为一千到数千比特。 能力提升：分组交换和报文交换数据交换方式相同吗？报文和分组相似吗？ 分组交换和报文交换都是采用了“存储—转发”方式，不需要物理线路。 分组是长度受到限制的报文分组。 分组交换方式要对分组编号，加上源地址和目的地址以及约定的头和尾等其他控制信息。 2.分组交换的分类： （1）数据报 特点： 每一组报文的传输路径可能会不同。 每组报文到达目的主机的时间不同。 目的主机必须对所接收到的报文分组进行排序才能拼接出原来的信息。 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。 （2）虚电路 特点： 发送和接收数据前，需要通过通信网络建立逻辑上的连接。 用户发送的数据将按顺序通过新建立的数据通路到达终点。 虚电路的标志号只是一条逻辑信道的编号，而不是指一条物理线路。 优点：对于数据量较大的通信传输率高，分组传输延时短，且不容易产生数据分组丢失。缺点：对网络的依赖性较大。 3. 典型应用： 当有一批中等数量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。 数据报分组交换适用于短报文和具有灵活性的报文。 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。 【典例精讲】 例4.下列关于分组交换的特点说法正确的是（） A.需要物理线路 B.分组的长度不受限制 C.实时性强 D. 采用了存储-转发的方式 【解析】分组交换也属于“存储-转发”交换方式，以长度受限制的报文分组为单位进行传输交换。同报文交换一样不需要物理线路，网络的延时较长。 【答案】D 【跟踪练习】 4. 数据报的主要优点是（） A．实时性强 B.对网络的依赖性大 C.对网络故障的适应能力强 D.传输时延较大 答案：C 5.如果要发送的数据是大批量数据交换，则适用的交换技术是（） A．电路交换    B. 报文交换  C. 数据报  D. 虚电路 答案：D 考点四：信元交换技术 【知识梳理】 1.信元交换的概念： 信元交换技术是指异步传输模式（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（信元），话音、视频和数据都可由信元的信息域传输。 考点助记：ATM、面向连接、信元 考点提示：信元的长度为53B，由48B的数据和5B的信元头构成。 2.ATM模型： 三个功能层：ATM物理层、ATM层和ATM适配层。 功能层的作用： ATM物理层：控制数据位在物理介质上的发送和接收。还负责跟踪ATM信号边界，将ATM信元封装成类型和大小都合适的数据帧。 ATM层：主要负责建立虚连接并通过ATM网络传送ATM信元 ATM适配层：主要任务是在上层协议处理所产生的数据单元和ATM信元之间建立一种转换关系，同时适配层还要完成数据包的分段和组装。 考点助记： 虚连接 3. 典型应用： 对带宽要求高和对服务质量要求高的应用 广域网主干线 【典例精讲】 例5.下列（）交换技术采用小的固定长度的信息交换单元（信元），话音、视频和数据都可由信元的信息域传输。 A．电路交换    B.信元交换  C.分组交换  D.数据报交换 【解析】见信元交换技术的概念。 【答案】B 例6.（2014年高考题）在数据传输前不需要在两个站点之间建立连接的是（） A．电路交换    B.报文交换  C.虚电路交换  D.信元交换 【解析】电路交换需要物理线路，虚电路在数据发送前建立逻辑连接，信元交换是面向连接的交换技术，只有报文交换不需要物理线路，同时不建立逻辑连接。 【答案】B 【跟踪练习】 6.在四种数据交换方式中，可以应用于广域网主干线的是（） A．电路交换    B.报文交换  C.分组交换  D.信元交换 答案：D 7.下列不属于信元交换的特点是（） A．数据传输速率快    B.采用53B信元作为数据传输单元 C. 线路利用率高      D.面向无连接 答案：D 【课时训练】 一、选择题： 1.在数据传输中，（）的传输延迟最小 A．电路交换    B.分组交换  C.报文交换  D.信元交换 答案：A 2．在整个链路上有一致的数据传输率的数据交换方式是（） A．电路交换  B.报文交换   C.分组交换  D.信元交换 答案：A 3.下列属于报文交换说法正确的是（） A．需要专用的物理线路  B.适用于短报文 C.对带宽要求高        D.网络的延时较长且变化比较大 答案：D 4. 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为单位进行传输交换的数据交换技术是（） A．电路交换    B.报文交换  C.分组交换  D.数据报交换 答案：C 5.虚电路传输分组交换方式的主要缺点是（） A.线路利用率低，不能连接不同类型的线路组成链路 B.对网络的依赖性大 C.传输延时较大，时延离散度大 D.网络的延时较长且变化比较大 答案：B 6.分组交换的特点是（） A.传输质量高，误码率低    B.能选择最佳路径，节点电路利用率高  C.适宜传输短报文  D.A、B、C都是 答案：D 7.ATM指的是（） A．分组交换    B.综合业务数字网  C.网管协议  D.异步传输模式 答案D 8.下列属于ATM层的作用的是（） A．将ATM信元装配成帧    B.建立信元和上层数据单元的转换关系  C.传送ATM信元  D.数据包的分段和组装 二、简答题： 1.（2014年高考题）什么是分组交换？分组在网络传输中可以分为哪几种方式？各有什么优点？ 答案：（1）分组交换也称包交换，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为单位进行传输交换的。分组的最大长度一般规定为一千到数千比特。 （2）分组交换在网络传输中可以分为数据报和虚电路两种方式 数据报的优点：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。 虚电路的优点：对于数据量较大的通信传输率高，分组传输延时短，且不容易产生数据分组丢失。 2.电话系统采用什么交换方式？该交换方式有哪些特点？ 答案：电话系统采用电路交换方式。 电路交换方式的特点是： （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。