重庆科创学院数据通信原理第一章思考与练习题答案

数据通信原理2015新版教材配套习题答案第一章思考题与练习题1.消息和信息各自概念是什么？两者之间有何关系？答：消息是物质或者精神状态的一种反应，语音，文字，图片数据等都是消息，消息不一定有用，其中有用的部分称为信息。信息是对事物状态或存在方式的不确定性表述。2.香农关于通信的定义是什么？答：通信的本质就是在一点精确或近似的再生另一点的信息。3.什么是数据通信？答：据通信是在计算机出现之后，通信与计算机相结合而产生的一种通信业务。由分布在不同地理位置的数据终端设备、数据交换设备和数据传输链路构成网络，并由协议进行控制和管理，实现数据的交换和传输。4.模拟信号和数字信号的区别是什么？答：不同的数据必须转换为相应的信号才能进行传输：模拟数据一般采用模拟信号(AnalogSignal)，例如用一系列连续变化的电磁波(如无线电与电视广播中的电磁波)，或电压信号(如电话传输中的音频电压信号)来表示；数字数据则采用数字信号(DigitalSignal)，例如用一系列断续变化的电压脉冲(如我们可用恒定的正电压表示二进制数1，用恒定的负电压表示二进制数0)，或光脉冲来表示。当模拟信号采用连续变化的电磁波来表示时，电磁波本身既是信号载体，同时作为传输介质；而当模拟信号采用连续变化的信号电压来表示时，它一般通过传统的模拟信号传输线路(例如电话网、有线电视网)来传输。当数字信号采用断续变化的电压或光脉冲来表示时，一般则需要用双绞线、电缆或光纤介质将通信双方连接起来，才能将信号从一个节点传到另一个节点。5.画出通信系统的一般模型，并简述每个部分的主要功能。答：通信系统的构成（参见教材P21图1-1）（要求能画出这个图）通信系统的一般组成是：信息源——发送设备——信道——接收设备——受信者。其中信息源是把各种消息转换成原始电信号（如话筒：声音——音频）；发送设备的作用是产生适合于在信道中传输的信号（内容涵盖变换，放大，滤波，编码，调制等过程）；信道是一种物理煤质（可以是自由空间，明线，电缆或光纤）；接收设备的功能是将信号放大和反变换（如译码，解调等）；受信者是把原始信号还原相应的消息（如扬声器）。6.数字通信和模拟通信如何区分的？数字通信与数据通信有何不同？答：模拟信号指幅度的取值是连续的（幅值可由无限个数值表示）。时间上连续的模拟信号连续变化的图像（电视、传真）信号等，时间上离散的模拟信号是一种抽样信号，数字信号指幅度的取值是离散的，幅值表示被限制在有限个数值之内。二进制码就是一种数字信号。二进制码受噪声的影响小，易于有数字电路进行处理，所以得到了广泛的应用。1）、数字通信：在数字信道上实现模拟信息或数字信息的传输。2）、数据通信：按照某种协议连接的信息处理装置和数据传输装置,进行数据的传输和处理.计算机与计算机之间或计算机与终端之间的通信称为数据通信,通信中传送的是数据信号,因此,也可以说数据通信是传送数据业务的通信。3）、数据通信与数字通信的区别：:数字通信:先将模拟信号转换成数字信号再传输.数字信号在信道上的传输方式有:基带传输--基带数字信号直接在电缆信道上传输.频带传输--将基带数字信号的频带搬移到无线等信道上再传输.数据通信:数据终端产生的是数字形式的信号(即数据信号)。7.简述单向通信、双向交替通信和双向同时通信的特点？并各列举一种实际应用。答：单工传输——传输系统的两端数据只能沿单一方向发送和接收。典型应用收音机。半双工传输——:系统两端可以在两个方向上进行双向数据传输，但两个方向的传输不能同时进行，因此又被称为双向交替通信。当其中一端发送时，另一端只能接收，反之亦然。典型应用对讲机。全双工传输——系统两端可以在两个方向上同时进行数据传输，即两端都可以同时发送和接收数据。典型应用手机通信。8.什么是串行通信和并行通信？各自应用于什么样的领域？答：并行传输与串行传输（按代码传输的顺序分）1）、并行传输概念——并行传输指的是数据以成组的方式，在多条并行信道上同时进行传输。优缺点优点——不需要额外的措施来实现收发双方的字符同步。缺点——必须有多条并行信道，成本比较高，不适宜远距离传输。适用场合——计算机等设备内部或两个设备之间距离比较近时的外线上采用。2）、串行传输概念——串行传输指的是组成字符的若干位二进制码排列成数据流以串行的方式在一条信道上传输。优缺点优点——只需要一条传输信道，易于实现。缺点——要采取措施实现字符同步。适用场合——是目前外线上主要采用的一种传输方式。9.简述异步传输和同步传输的基本原理。答：异步传输和同步传输（按同步方式分）1）、异步传输概念——异步传输方式一般以字符为单位传输，每个字符的起始时刻可以是任意的。为了正确地区分一个个字符，不论字符所采用的代码为多少位，在发送每一个字符时，都要在前面加上一个起始位，长度为一个码元长度，极性为“0”，表示一个字符的开始；后面加上一个终止位，长度为1，1．5或2个码元长度，极性为“1”，表示一个字符的结束。以国际5号码为例：1×××××××1∽2（起始位）（信息码）(终止位）优缺点优点——实现字符同步比较简单，收发双方的时钟信号不需要严格同步。缺点——对每个字符都需加入起始位和终止位，因而信息传输效率低。例：如字符采用国际5号码，终止位为1位，并采用1位奇偶校验位，求传输效率。解：传输效率为7／（7＋1＋1＋1）＝70％。2）、同步传输概念——同步传输是以固定的时钟节拍来发送数据信号的，因此在一个串行数据流中，各信号码元之间的相对位置是固定的（即同步）。优缺点优点——传输效率较高。缺点——接收方为了从接收到的数据流中正确地区分一个个信号码元，必须建立准确的时钟同步等，实现起来比较复杂。10.对于模拟通信系统和数字通信系统，衡量通信的有效性和可靠性都有哪些具体指标？答：通信系统的主要性能指标涉及有效性、可靠性、适应性、经济性、标准性、可维护性等。其中有效性和可靠性是主要性能指标，在模拟通信系统有效性可用有效传输频带来度量，同样的消息用不同的调制方式，则需要不同的频带宽度，数字通信系统的有效性可用传输速率和频带利用率来衡量。具体误差率指标有误码率Pe、误信率Pb。11.信道带宽和信号传输带宽的含义是什么？答：信道包括模拟信道和数字信道。在模拟信道，带宽按照公式W=f2-f1;计算；数字信道的带宽为信道能够达到的最大数据速率，两者可通过香农定理互相转换，数字信号带宽是指系统能提供的的最大带宽。传输带宽是指信号在传输中，信号在频域占据的实际频带宽度。12.若某通信系统数字信号的码元长度为10-6s,采用八进制数字传输，试求该系统的码元速率和信息速率。解：调制速率为611100000010BdNBdT数据传信速率为22log1000000log83000000/BdRNMbits13.数据通信网由哪些部分组成？答：数据通信网由分布在不同地理位置的数据终端设备、数据交换设备和数据传输链路所构成的网络，并由网络软件（协议）进行控制和管理，实现数据的交换和传输。14.数据通信网按网络拓扑结构分类有哪几种？按覆盖距离分类有哪几种？有限网络使用的传输介质有哪些？答：数据通信网按网络拓扑结构分类有：1）总线型网络、2）环形网络、3）星形网络、4）树型网络、5）网状网络。按覆盖距离分类有1）局域网、2)城局域网、3）广域网、4）互联网。有限网络使用的传输介质主要采用了金属或玻璃材质的导线进行电信号或光信号的传输，主要采用了双绞线、同轴电缆、光纤等。