引入：
大家好，今天我们将要探讨一个非常有趣且实用的课题——数据通信。数据通信，简单来说，就是计算机与外界之间的信息交流，这种交流既包括计算机与计算机之间的沟通，也包括计算机与外部设备，如打印机、硬盘等之间的交互。
我们可以把数据通信比喻成人们之间的邮寄信件。当你想要给远方的朋友寄去一封信，你需要将信件放入信封中，再投入邮筒。这个过程就好像是你在你的计算机上发送了一个数据包，而邮筒就相当于数据通信中的传输介质，例如互联网或者电话线。
信件在邮筒中经过一系列的传递和处理，最终到达朋友的手中。这个过程就好像是数据在计算机网络中传输的过程。朋友收到信件后，会在信封上看到你的地址和邮戳，这就像是数据通信中的目的地地址和时间戳。
概念：
数据通信是指计算机与外界的信息传输，既包括计算机与计算机之间的数据传输，也包括计算机与外部设备，如打印机、硬盘等设备之间的数据传输。本节主要包括4部分内容：数据通信概述、同步与异步、编码与解码和检错与纠错。
（1）数据通信概述
①信号：信号是数据在传输过程中的电磁波或光波的物理表现形式。为了传输二进制编码的数据，必须将数据转换为数字信号或模拟信号。
②模拟信号：模拟信号是在各种传输介质中连续变化的电磁波或光波。
③数字信号：数字信号是传输介质中的电压脉冲序列或光波脉冲序列。
缺点：电压脉冲数字信号容易衰减，不利于远距离传输。
优点：光脉冲信号克服了容易衰减的缺点，相对模拟信号传输速率高，成本低，对噪声不敏感。
计算机之间的数据传输是一个复杂的通信过程，本机与哪台计算机通信（本机地址与目标地址）？通过哪条路径将信息传送到对方（路由）？对方开机了吗（通信确认）？信号传输采用什么传输介质（双绞线或光纤）？通信双方如何在时钟上保持一致（同步）？信号接收方怎样判断和消除信号传输过程中的干扰（检错与纠错）？通信双方发生信号冲突时如何处理（通信协议）？如何提高数据传输效率（复用技术）？带着这些问题，我们首先理解信号传输的2种方式。
①串行通信：串行通信是数据在一条信道上一位（bit）一位按顺序传送的通信方式。需满足条件：发送方和接收方必须知道数据比特位的位置。
②并行通信：并行通信是数据已组的方式在多个信道上同时进行传输。需满足条件：信号之间的同步控制成本很高，时钟频率不能过高（干扰）。
在数据通信中，收发两端的动作必须相互协调配合。倘若两端互不联系、协调，则很容易造成数据传输错误，为了解决这个问题，我们常用的有2种解决方法，即异步通信和同步通信。
（2）同步与异步
①异步通信：异步通信是基于字符的通信方式。特点：发送方可以在任何时刻发送这些字符组，而接收方不知道它们会在什么时候到达，对时钟同步要求不高。解决办法：异步通信开始叫一个起始位，结束加一个停止位。
②同步通信：同步通信通常把传送的正文分解为数据帧，同步通信是一种基于帧的通信方式。特点：接收方与发送方在时间基准上保持一致。解决办法：发送数据之前向接收方发送一串时钟脉冲，接收方按这个时钟频率调整自己的时序，称为外同步；接收方从接收到的数据帧中提取同步时钟信号，称为内同步。
（3）编码与解码
编码是指将信息转化为计算机能够处理的二进制形式的过程。解码则是将二进制形式的信息转化回原始形式的过程。编码和解码是信息处理中的重要环节，它们使得信息可以被计算机存储、传输和处理。
①通信过程中的信道编码
信道编码也称为“差错控制编码”，采用信道编码的目的是提高信号传输的可靠性，改善通信系统的传输质量。检错和纠错是最为常见的信道编码方式。接下来咱们对检错和纠错进行讲解。
（4）检错与纠错
数据通信中不加任何差错控制措施，直接用信道来传输数据是不可靠的，最常用的差错控制方式是采用差错控制编码。差错控制编码分为检错码和纠错码。
①ARQ（自动请求重发）：采用出错重传的设计思想，在发送方对发送数据进行差错编码，接收方经译码处理后，只检测信息有无差错，并不自动纠正差错。
采用算法：奇偶校验法，是一种基本的检错码，它分为奇校验或偶校验。
②FEC（前向纠错）：发送方对发送数据进行差错编码，接收方对接收到的数据进行解码后，检测有无差错，如有差错，加以自动纠正。
采用算法：CRC（循环冗余校验）编码，利用多项式产生监督码进行校验和纠正。
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