数据通信的基本概念-大学计算机基础　

计算机网络的基础是计算机技术和通信技术。计算机网络是通过通信设施将若干个分散的、具有自治功能的计算机系统互连起来，以实现信息交换、资源共享和协同工作。因此计算机网络也是一个通信系统，了解数字通信系统的基本概念，对理解计算机网络将大有帮助。

1.通信系统模型

通信是为了进行信息的传递和交换。通常把一个地方向另一个地方进行信息的有效传递和交换称为通信。

信息的传递是利用通信系统来实现的。通信系统是指完成通信过程的全部设备和传输介质的物理集合。通信系统有各种各样的形式，其具体设备和业务功能也各不相同。但是，经过抽象和概括，一般都可以用如图4-12所示的模型来描述。

图4-12　通信系统模型

信源的作用是产生信息，信息有多种形式，例如，符号、文字、语音、音乐、数据、图像。

发送设备的作用是将信息转换为适合在信道上传输的信号。信号是信息的直接反映。因此，信号是信息的承载者。在电信系统里，信号可以是电压、电流或电波等物理量。在通信系统中，主要涉及如下两种信号：模拟信号（也称为连续信号），承载的信息的物理量在时间上是连续的；数字信号，其承载的信息的物理量不仅在时间上离散，而且取值也是离散的。

信道是指将信号由发送设备传输到接收设备的介质或通道。信道的种类很多，概括起来有两类，即有线信道和无线信道。信道的传输特性对通信质量有直接影响。习惯上，把信道称为“线路”。

噪声的来源很多，分布在通信系统的各个节点，为了便于理解，在图中将噪声源集中表示在一个方框里。

接收设备的作用与发送设备的作用相反，完成解调、解码和变换等任务，将信号转换为信息。

收信者是信息传输的对象，它的作用与信息源相反。信息源和收信者可以是具体的人，也可以是机器或设备，有时也把它们分别称为发终端和收终端，信源和信宿。

2.数据与信息

数据是记录和描述客观事物特征属性的物理符号；客观事物丰富多彩，物理符号也必然有多种形式，其中包括数字、文字、图形、图像、声音以及其他特殊符号，即数据有类型之分。这些不同类型的数据都可以经过数字化存储到计算机中。信息是客观事物特征属性的反映。信息具有可感知、可加工、可存储、可传递、可再生等属性。

信息与数据既有联系，又有区别。主要表现以下几方面。

①信息是加工后的数据。信息是对数据进行数据处理后得到的结果，是加工了的数据。对于相同的数据在不同的时间，采用不同的处理方式，出于不同的目的，所得到的信息是不同的。数据是原材料，信息是产品，信息是数据的含义。

例如，数据1、3、5、7、9、11、13、15，它是一组原始数据。等我们对它进行分析后，便可以得出：“它是一组等差数列”，我们可以比较容易地知道后面的数字。这时它便成为一条信息。

②数据和信息是相对的。表现在一些数据对某些人来说是信息，而对另外一些人而言则可能只是数据。例如，在货物运输管理中，运输单对司机来说是信息，这是因为司机可以从该运输单上知道什么时候要为什么客户运输什么物品。而对负责经营的管理者来说，运输单只是数据，因为从单张运输单中，他无法知道本月经营情况，他并不能掌握现有可用的司机、运输工具等。(www.xing528.com)

③数据是客观事物的基本事实，信息是客观事物的抽象与概括。数据是物理性的，信息是观念性的。数据是信息的具体表现形式，是信息的载体；信息通过数据进行表达和传播。

3.信号

信号是在网络中传输的数据的表示形式，数据必须转换为一定形式的“信号”才能被传输。在网络中传输的信号可以分为模拟信号和数字信号两大类。

图4-13（a）所示的信号是模拟信号。信号波形模拟信息的变化。其特点是幅度连续（连续的含义是在某一取值范围内可以取无限多个数值），信号波形在时间上也是连续的，因此又称为连续信号。电话、传真、电视信号都是模拟信号。

图4-13　模拟信号和数字信号

图4-13（b）所示的信号是数字信号。其特点是信号波形在时间上是离散的，并且幅度值被限制在有限的数值之内。

4.模拟通信和数字通信

在通信系统中，被传输的信号可以是数字信号，也可以是模拟信号。根据在通信线路上传输的信号的不同，将数据通信划分为“数字通信”和“模拟通信”。例如，电话机送话器输出是模拟信号，而计算机输出的就是数字信号。

5.数字传输方式

在通信系统中，数据的传输方式有并行传输和串行传输两种，见图4-14。在并行传输方式中，每次同时传输若干个二进制的“位”，每个数据位占用一条传输线路。串行传输是逐位传送二进制的“位”，故只需要一条传输线路。另外，它们在数据传输的管理和控制上也有很大的差别。在远距离的数据传输中，为了节省线路建设成本，通常采用串行传输方式。

图4-14　并行和串行

6.带宽和数据传输速率

在模拟通信中，带宽表示信道传输信息的能力。带宽是指信道所能传送的信号的频率范围，其单位是Hz。例如，电话信道的带宽一般为3100Hz。

在数字通信中，数据传输速率（比特率）表示信道的传输能力，即每秒能够传送的二进制位数，记为“bp/s”。例如，通常调制解调器的传输速率为56kbit/s。

在数字通信系统中，带宽有两种含义。从技术意义上来说，它是波特率的俗称，波特率是系统传输数据符号的速度；口语中它也用来表示信道容量，信道容量是系统能够传输数据的速度。这样，有32条独立数据线的66MHz数字总线可以恰当地说成是66MHz带宽、2.1Gbit/s的数据传输能力，但是对于总线“带宽2.1Gbit/s”这样一种说法这也不应感到奇怪。对于模拟的调制解调器来说也有同样的问题，对它来说，每个符号携带多位的消息所以通过带宽12kHz的电话线能够传输56kbit/s的消息。