主要内容：
l 数据与数据通信
l 数据通信系统的构成
l 传输代码
l 数据通信系统的主要性能指标
l 数据传输方式
第一节 数据通信概念
数据通信就是指传送和交换数据的通信系统。
数据是预先约定的、具有某种含义的任何一个数字或一个字母(符号)以及它们的组合。例如,约定用数字"1"表示电路接通,数字"0"表示电路开断。这里,数字"1"和"0"就是数据。
为了使整个数据通信过程能按一定的规则有顺序地进行,通信双方必须建立一定的协议或约定,并且具有执行协议的功能,这样才实现了有意义的数据通信。
严格来讲,数据通信的定义是:依照通信协议,利用数据传输技术在两个功能单元之间传递数据信息,它可实现计算机与计算机、计算机与终端以及终端与终端之间的数据信息传递.通常而言,数据通信是计算机与通信相结合而产生的一种通信方式和通信业务。可见,数据通信是一种把计算机技术和通信技术结合起来的新型通信方式。
从以上数据通信的定义可以理解,数据通信包含两方面内容:数据的传输和数据传输前后的处理,例如数据的集中、交换、控制等等。
第二节 传输代码
前面谈到数字"0"和"1"可以是数据,要以电信号来传输它们,必须以电信号的一定波形来表示。例如用一定时间长度的正电压代表数字"1",用负值表示"0",如
图所示。
我们知道,数据是由数字、字母(符号)等组成的,要用许多不同形状的电压来表示它们是不现实的。解决办法是采用代码。例如用"1000001"表示A,用1011010表示Z,再把这些"0"和"1"代码用二电平电压(电流)波形来表示并传输,这就解决了用少量电压(电流)波形来表示众多数据字符的矛盾。这里所说的代码就是二进制的组合,即二进制代码。目前,常用的二进制代码有国际5号码(IA5)、EBCDIC码和国际电报2号码(ITA2)等。作为例子,下面介绍国际5号码(IA5)。
国际5号码是一种7单位代码,以7位二进制码来表示一个字母、数字或符号。这种码最早在1963年由美国标准协会提出,称为美国信息交换用标准代码(American Standard Code forInformation Interchange,简称ASCII码)。7位二进制码一共有27=128种组合,可表示128个不同的字母、数字和符号,如表1·2·1所示(P5)。
代码在顺序传输过程中以b1作为第一位,b7为最后一位。
为了提高传输的可*性,CCITT V.4建议规定在b7之后加上第8位b8码位作为奇偶校验用。所谓奇偶校验就是加上b8位后,使8位码的组合中"1"的,总个数为奇数或偶数。这样,经过传输后,如检查到规定的奇或偶数规则被破坏就可判断码组中存在差错,从而采取相应的对策,这将在第四章中详细讨论。
第三节 数据通信系统
数据通信系统是,通过数据电路将分布在远地的数据终端设备与计算机系统连接起来,实现数据传输、交换、存储和处理的系统。
一、数据通信系统的构成
(一)数据终端设备
数据终端设备(DTE)由数据输入设备(产生数据的数据源)、数据输出设备(接收数据的数据宿)和传输控制器组成。
图1-3-1 数据通信系统的基本构成
DTE在数据通信中的作用有点类似于电话与电报通信中的电话机和电传机,它把人们的信息变成以数字代码表示的数据,并把这些数据输送到远端的计算机系统,同时,可以接收远端计算机系统的处理结果一一数据,并将它变为人们能理解的信息。所以,DTE相当于人和机器(计算机)之间的接口。
DTE是一个总称,根据实际需要采用不同的设备。例如,在发送数据中,DTE可以用键盘输入器;在接收数据中,它可以是屏幕显示设备(CRT),也可以是激光打印机等等。当然,具有一定处理功能的个人计算机也可称为DTE。
(二)数据电路
数据电路由传输信道(传输线路)及其两端的数据电路终接设备(DCE)组成。
数据电路位于DTE与计算机系统之间,它的作用是为数据通信提供数字传输信道。在数据电路两端收发的是二进制"1"或"0"的数字数据信号。数据传输电路要保证将DTE的数据信号送到计算机系统以及由计算机系统送回DTE。
传输信道包括通信线路和通信设备。通信线路一般采用电缆、光缆、微波线路等;而通信设备可分为模拟通信设备和数字通信设备,从而使传输信道分为模拟传输信道和数字传输信道。另外,传输信道中还包括通过交换网的连接或是专用线路的固定连接。
DCE是DTE与传输信道的接口设备。发方的DCE有两项功能:一是将来自DTE的数据信号进行变换,使之消除原数据信号内的直流分量,使信号功率谱与信道相适应,防止数据信号中长串"1"或长串"0"码时,
长串"1"或长串"0"码不利于提取定时信号可能导致收发双方的失步;二是当传输信道为模拟信道时,使来自DTE的基带数据信号调制载频信号,实现频带搬移。收方的DCE则施行与发方相反的功能。
调制解调器(modem)是最常见的DCE,它是调制器和解调器的结合。发送时,调制器把数字数据信号转换成适合于模拟电路上传输的模拟信号;接收时,模拟信号由解调器将它还原成数字数据信号,并送到DTE。当数据信号在数字信道上传输时,DCE的位置上不再需要Modem,而改为数据服务单元(Data Service Unit,DSU)。
DSU的功能是信号格式变换,即消除信号中的直流成分和防止长串零的编码、信号再生和定时等等。另外,如数据信号直接在电缆中传输,称为基带传输,这时DCE只需要进行数据信号的变换功能。
(三)中央计算机系统
中央计算机系统由通信控制器(或称前置处理机)、主机及其外围设备组成,具有处理从数据终端设备输入的数据信息,并将处理结果向相应的数据终端设备输出的功能。
1.通信控制器
通信控制器(或前置处理机)是数据电路和计算机系统的接口,控制与远程数据终端设备连接的全部通信信道,接收远程DTE发来的数据信号,并向远程DTE发送数据信号。
通信控制器的主要功能,对远程DTE一侧来说,是差错控制、终端的接续控制、确认控制、传输顺序控制和切断等控制;对计算机系统一侧来说,其功能是将线路上来的串行比特信号变成并行比特信号,或将计算机输出的并行比特信号变成串行比特信号。另外,在远程DTE一侧有时也有类似的通信控制功能,但一般作为一块通信控制板合并在DTE之中。
2.主机
主机又称中央处理机,由中央处理单元(CPU)、主存储器、输入输出设备以及其他外围设备组成。其主要功能是进行数据处理。
最后,从图1-3-1中看到数据链路是由控制装置(传输控制器和通信控制器)和数据电路所组成。控制装置是按照双方事先约定的规程进行控制的。一般来说,只有在建立起数据链路之后,通信双方才能真正有效地进行数据通信。
二、数据通信系统的分类
根据传输线路是否直接与中央计算机系统相连接,数据通信系统可分为脱机系统和联机系统。由于脱机系统的自动化程度低、等待时间长、工作效率低等原因,故它只是数据通信发展初期用于非实时处理的一种系统,以后的数据通信系统几乎都是联机系统。
数据通信系统根据处理形式的不同,可以分为联机实时系统、远程批量处理系统和分时处理系统三类。
(一)联机实时系统
联机实时系统是指从终端输入的数据,在中央计算机上立即进行处理,并将处理结果直接送回终端设备的处理形式。它适用于要求能够迅速地处理随机发生的大量数据的场合。
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数据通信原理听课笔记
