数字化网络化智能技术：生产系统网络与通信 课件第2章 计算机网络基础.pptx

第2章计算机网络基础演讲人

1数据通讯基础1.1数据编码技术数据（data）是事实或观察的结果，是对客观事物的逻辑归纳，是用于表示客观事物的未经加工的原始素材。数据可以是连续的值，比如声音、图像，称为模拟数据，也可以是离散的，如符号、文字，称为数字数据。数据分为两大类：模拟数据也称为模拟量，取值范围是连续的变量或数值。数字数据也称为数据量，取值范围是离散的变量或数值。数据在采集、传输、保存、处理过程中经常会面对对其进行编码的过程。

在数据长短距离传输过程中，为了使信源产生的数据能够在相应信道上传输，在源系统端需要有信号变换设备，将信源产生的原始数据转换为适合在信道上传输的信号。同样，为了使信宿能够接收并处理信道上传输过来的信号，在目的系统端也需要信号变换设备，将信道上传输的信号转换为适合被信宿处理的数据。在上述过程中需要用到数据编码技术。数据常见的几种编码转换方式如图2-1所示。

1数据通讯基础1.1数据编码技术图2-1数据常见的几种编码转换方式

1数据通讯基础模拟编码该种编码方式主要针对模拟信号，该类信号在时间上和幅值上均是连续的,在一定动态范围内幅值可取任意值。工程实际中的许多物理量都反应的是模拟信号,例如声音、压力、温度等均可通过相应的传感器转换为时间连续、数值连续的电压或电流。在早期的电信通信，多采用AM（幅度调制）、FM（频率调制）等方式，将模拟信号转换为电信号进行传输。这种转换可通过硬件电路直接实现，但信号转换和传输过程中对噪声较敏感，易受干扰。

1数据通讯基础数字编码数字信号与模拟信号相对应，时间和幅值均离散，不连续的信号。数字信号的特点是幅值只可以取有限值。随着计算机技术的高速发展，数字编码的应用越来越重要。计算机通讯编码技术是指在计算机网络或通信系统中，将原始数据例如文字、图像、音频或视频等转换为适合在物理媒介上传输的形式的过程。这个过程包括将信息转换成数字形式，以便于电子设备处理，并确保数据在传输过程中能够准确无误地被接收。通过这些编码技术，计算机可以在复杂的网络环境中保证数据的准确性和完整性，即使在存在干扰或错误的情况下也能尽可能地恢复原始信息。

编码在计算机通信中同样扮演着关键角色，它确保了数据在传输过程中的准确性和一致性，提高了通信系统的稳定性和可靠性。数字编码方式非常灵活，基于强大的计算机技术当代广泛采用的是数字编码方式，通常先将连续的模拟信号转换为离散的数字信号，然后再进行相应处理。常见的数字编码处理方式如表2-1所示。

1数据通讯基础数字编码表2-1常见数字编码处理方式

1数据通讯基础1.2数据传输技术数据传输，也称为数据通信，是指按照一定的规程，通过一条或者多条数据链路，将数据从数据源传输到数据终端的过程。这个过程的主要目的是实现点与点之间的信息传输与交换。在当今的信息时代，无论是互联网、物联网、云计算还是大数据技术，数据传输都是其核心基础之一。

数据传输的核心原理在于利用不同的通信协议和传输方式，确保数据能够在不同的设备之间安全、可靠、高效地进行传输。这其中涉及到许多技术细节，如数据的编码方式、传输介质的选择、信号的处理等。数据传输是现代科技的核心，它支撑着我们日常生活的各个方面，极大地提高了信息的获取、处理和分享的效率。数据传输可以根据不同的标准和应用场景进行分类，常见的数据传输分类如表2-2所示。

表2-2常见的数据传输分类

1数据通讯基础1.3数据交换技术数据交换技术是一种在计算机网络中，不同设备或系统之间传输数据的方法。它涉及到数据的发送、接收、处理和路由，确保信息从发送方准确无误地传输到接收方。无论采用何种交换和数据传输都涉及到数据流的传输方式变化。数据交换过程中，数据的传输方式如表2-3所示。

表2-3数据传输方式

数据交换技术的发展和优化对于提高网络通信速度、降低延迟、保证数据安全等方面有着重要作用。数据交换发生在不同计算机系统或设备之间进行信息的传输过程。在这个过程中，发送方将数据分割成若干个数据单元，这些单元被称为数据包或数据分组，然后通过网络发送到接收方。接收方收到数据包后，再将其重新组装成完整的原始数据。常见的数据交换技术包括电路交换、报文交换、分组交换（包括IP交换）等。其中，分组交换因其灵活性、高效性和成本效益被广泛应用于现代互联网中。

1数据通讯基础1.3数据交换技术电路交换需要预先建立一条固定的物理连接，数据在该连接上连续流动，直到连接断开。这种交换方式适合实时通信，如语音通话。类似于传统的电话网络，需要事先规划好通信路径，并在通信过程中保持线路独占。这种方式实时性强，适用于对实时性要求高的通信场景，但线路利用率较低。

报文交换过程中数据被拆分成独立的报文，每个报文独立寻找路径，将整个报文从源主机传送到目的主机，这种方式适用于大