时间：2023-06-18 09:57:15
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇数据通信基本概念，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
关键词：数据通信；应用前景；分类；探究
一、数据通信的基本概况
（一）数据通信的基本概念。数据通信是计算机和通信相结合的产物，是一种通过传输数据为业务的通信系统，是一种新的通信方式和通讯业务。数据主要是把某种意义的数字、字母、符号进行组合，利用数据传输技术进行数据信息的传送，实现两个终端之间数据传输。数据通信可以实现计算机和终端、终端和终端以及计算机和计算机之间进行数据传递。
（二）数据通信的构成原理。数据通信主要是通过数据终端进行传输，数据终端主要包括分组型数据终端和非分组型数据终端。分组型数据终端包括各种专用终端，即：计算机、用户分组拆装设备、分组交换机、专用电话交换机、局域网设备等等。非分组型数据终端主要包括用户电报终端、个人计算机终端等等。在数据通信中数据电路主要是由数据电路终端设备和数据信道组成，主要进行信号与信号之间的转换。在计算机系统中主要是通过控制器和数据终端进行连接，其中中央处理器主要用来处理通过数据终端输入的数据[1]。
二、数据通信的分类
（一）有线数据通信。有线数据通信主要包括：数字数据网（DDN），分组交换网（PSPDN），帧中继网三种。数字数据网可以说是数字数据传输网，主要是利用卫星、数字微波等的数字通道和数字交叉复用。分组交换网又称为X.25网，它主要是采用转发方式进行，通过将用户输送的报文分成一定的数据段，在数据段上形成控制信息，构成具有网络链接地址的群组，并在网上传播输送。帧中继网络的主要组成设备是公共帧中继服务网、帧中继交换设备和存储设备[2]。
（二）无线数据通信。无线数据通信是在有线数据的基础上不断发展起来的，通常称之为移动数据通信。有线数据主要是连接固定终端和计算机之间进行通信，依靠有线传输进行。然而，无线数据通信主要是依靠无线电波来传送数据信息，在很大程度上可以实现移动状态下的通信。可以说，无线数据通信就是计算机与计算机之间相互通信、计算机与个人之间也实现无线通信。这主要是通过与有线数据相互联系，把有线的数据扩展到移动和便携的互联网用户上。
三、数据通信的应用前景
（一）有线数据通信的应用。有线数据通信的数字数据电路的应用范围主要是通过高速数据传输、无线寻呼系统、不同种专用网形成数据信道；建立不同类型的网络连接；组件公用的数据通信网等。数据通信的分组交换网应用主要输入信息通信平台的交换，开发一些增值数据的业务。
（二）无线数据通信的应用。无线数据通信具有很广的业务范围，在应用前景上也比较广泛，通常称之为移动数据通信。无线数据通信在业务上主要为专用数据和基本数据，其中专用数据业务的应用主要是各种机动车辆的卫星定位、个人无线数据通信、远程数据接入等。当然，无线数据通信在各个领域都具有较强的利用性，在不同领域的应用，移动数据通信又分为三种类型，即：个人应用、固定和移动式的应用。其中固定式的应用主要是通过无线信道接入公用网络实现固定式的应用网络；移动式的应用网络主要是用在移动状态下进行，这种连接主要依靠移动数据终端进行，实现在野外施工、交通部门的运输、快递信息的传递，通过无线数据实现数据传入、快速联络、收集数据等等。
四、小结
随着网络技术的不断发展，数据通信将得到越来越广泛的应用，数据通信网络不断由分散性的数据信息传输不断向综合性的数据网络方向发展，通过传输数据、图像、语言、视频等等实现在各个领域的综合应用。无论是在工业、农业、以及服务业方面都发挥着重要的作用，展示出广阔的应用前景来。因此，当今时代学习、了解并掌握先进技术对于社会和个人的发展尤为重要。
参考文献
[1]李亚军.浅谈数据通信及其应用前景[J].中小企业管理与科技(上半月),2008(04).
【关键词】光纤通信技术研究与分析
一、光纤通信技术的基本概念
光纤通信技术的本质是利用光作为信息传输的主要载体，通过光在线缆中传输，实现数据信息的快速传输。从目前光纤通信技术的应用来看，利用光纤传输，有效解决了数据传输速度和传输质量问题，保证了数据能够以最快的速度进行传输，并保证数据传输的安全性和准确性。光纤通信技术的主要载体是光导纤维，光导纤维具有光敏感性，可以最大程度的保证光传输的有效性。正是基于这些特点，光纤通信技术在目前通信领域和国防等多个领域有着广泛的应用。
二、光纤通信技术的主要优点
从目前光纤通信技术的应用来看，光纤通信技术的优点主要表现在以下几个方面：1、光纤通信的频带宽度大，通信容量较大。2、光纤通信的信号衰减较小，中继距离得到了延长。3、光纤通信具有较强的抗干扰能力。4、光纤通信在信息传输安全性上比其他传输方式要高。
三、光纤的结构与传输原理
光纤是光导纤维的简称，主要分为三层结构，内部为光导纤维的核心―纤芯，由内向外分成包层和涂覆层。在数据传输过程中，数据信号主要是在纤芯和包层这两个层面间流动，涂覆层的具体作用是保护包层和纤芯能够进行正常的信号传输。在光纤中，纤芯主要为透明的软线，包层与纤芯类似只是在传输效率上比纤芯略低，涂覆层的作用是保护包层与纤芯不受外界侵蚀和机械损伤。
光纤的传输原理主要可以用菲涅耳定律来表示：
上图为光纤信号传输的过程分析：
四、光纤通信技术的主要发展和应用分析
由于光线通信技术具有突出的优点，光纤通信技术已经逐步取代传统的电缆传输，成为了新的数据通信技术这一，并取得了积极的发展成就，促进了数据通信技术的全面发展。此外，从应用领域来看，目前光纤通信已经广泛的应用于数据通信领域，其中包括网络信息传输、电话信息传输、军事信息传输等，具体应用情况如下：1、光纤通信技术在网络信息传输中的应用。由于网络信息传输对数据传输的质量和准确性要求较高，光纤通信技术的优点正好符合网络信息传输的实际需要，因此光纤通信技术成为了网络信息传输中的重要方式。2、光纤通信技术在电话信息传输中的应用。目前电话信息传输系统已经从模拟信号向数字信号转变，在这一过程中，需要一种可靠的方式能够实现电话数据信号的可靠传输，而光纤通信技术正好能够满足电话信息传输的这一现实需要。3、光纤通信技术在军事信息传输中的应用。军事信息传输的要点在于信息的保密性和准确性，鉴于光纤通信在数据传输过程中能够有效保证信息的准确，并不受外界干扰，所以光纤通信技术在军事信息传输中得到了重要应用。
五、结论
通过本文的分析可知，光纤通信技术目前已经成为数据通信中的主要手段之一，由于其具有突出的优点，因此光纤通信技术在通信领域得到了广泛的应用，逐渐取代传统的通信手段，为数据通信技术的发展提供了有力支持。
参考文献
[1]辛化梅，李忠.论光纤通信技术的现状及发展.山东师范大学学报（自然科学版）；2003年04期
[2]刘望军，熊卓列.数字化社区通信系统的接入网技术.有线电视技术；2006年01期
【关键词】电力远动技术;RTU；数据通信；供电系统
一、认识远动终端RTU
（一）RTU的定义
RTU即远动终端，它是电网调度自动化系统中安装在发电厂、变电站的一种具有四遥远动功能的自动化设备。
（二）RTU的功能概述
1、远方功能
RTU与调度中心之间通过远距离信息传输所完成的监控功能。
①遥测（YC，Tele-measurement）：远程量测值。RTU将采集到的厂站运行参数按规约传送给调度中心（上传）。包括：P、Q、U、I、档位、温度等，容量达几十到上百个（路）。
②遥信（YX，Tele-indication, Tele-signalization）：远程状态信号。RTU将采集到的厂站设备运行状态按规约传送给调度中心（上传）。
③遥控（YK，Tele-command）：远程命令。调度中心发给RTU的改变设备运行状态的命令。
④遥调（YT，Tele-adjusting）：远程调节命令。调度中心发给RTU的调整设备运行参数的命令。
⑥统一时钟：具有对时功能。接收调度中心的校时命令。统一时钟为了不同厂站之间事故分析以及电度量冻结。
⑦转发：接收其它RTU送来的远动信息，按规约组装转发给指定的调度中心。
2、当地功能
就是RTU自身或连接的显示记录设备的实现监控功能。
①CRT显示：与RTU直接连接（或通过当地工作站）的CRT可显示RTU采集的四遥、YXBW等信息。
②汉字报表打印：实现三类打印：定时打印、事件记录打印和召唤打印。
③本机键盘显示器：RTU自带的操作面板，实现循测、定测和显时功能。
④RTU自检、自调功能：反映RTU的自身的可维护能力。插件损坏诊断，程序“走飞”时的自恢复能力、主备通道监视功能。
（三）RTU的基本结构
1、硬件组成
①主控系统：管理各个子系统、人机联系、调度通信
②若干子系统：每个子系统单独CPU，包括YC、YX、YC、YT、DI、DD 等子系统。
③I/O 总线连接主控系统和各个子系统
2、软件组成
单独子系统是由主控程序和若干功能子系统所组成。
①主控程序：与子系统的通信程序、调度通信程序、数据处理、人机联系程序。
②功能子系统：与主系统通信发送/接收、输入/ 输出程序等。
二、供电系统中远动技术的数据通信
（一）供电系统中远动技术的数据通信传输方式
供电系统中远动技术的数据通信传输方式主要包括并行传输与串行传输，两种不同的传输方式，其中目前电网调度自动化中大量使用的是串行传输。
①并行传输，用8根线（另1根公共线）将数字通信双方连接起来，每1次可以同时传送8位码元，这种方式称为并行传输。其优点是速度快（高达百兆字节）；缺点是信号线多，不适于远距离传输（
②串行传输，用1回线将数字通信双方连接起来，每1次传送1位码元，这种方式称为串行传输。其优点是信号线少，适于远距离传输；缺点是速度慢，适于少量数据的传送。
（二）供电系统中远动技术的数据通信的原理
计算机并行方式处理数据，而数据传送用串行方式，故需要进行并/串转换。其中在发送端的并/串转换器进行如下操作：CPU控制发送缓冲器移位寄存器在发送脉冲控制下字节的低位先发。发空后用中断提示。发送时钟控制发送速度。接收端的串/并转换器与送端的并/串转换器工作原理类似。
（三）供电系统中远动技术的数据通信的差错控制
第一、误码率。数据传输后发生的错误码元数与总传输码元数的之比，称为误码率。电网远动要求误码率小于10E-5,计算机通信要求误码率小于10E-6。误码与线路质量、干扰及其传输速度有关。
第二、差错控制。指能在接收端，发现数据传输错误的控制措施和方法，其中供电系统中远动技术的数据通信的差错控制的主要方法就是奇偶效验。
三、供电系统中远动技术的电网调度自动化数据通信系统说明
（一）电网调度自动化数据通信系统的重要性
数据通信系统是电网调度自动化以及配电网自动化系统的重要部分，现代电力系统离开了通信系统是不可能正常运行的。电力系统自动化对供电系统中远动技术的电网调度自动化数据通信系统的基本要求如下：
1)通信可靠性：远距离传输、误码低、纠错能力。2)建设费用低：较高的性价比。3)满足目前和将来数据传输的要求。4)通信方式具有实用性和灵活性。5)信道不受电网故障的影响，电网故障时的强烈电磁干扰对通信设备和线路影响。6)易操作与维护。
（二）电网调度自动化数据通信系统的构成
电网调度自动化数据通信系统的构成如下：
数据终端调制解调器通信处理机调制解调器主计算机。
①数据终端：厂站端RTU设备。
②调制解调器：二进制数据与模拟信号的转换设备，模拟信号适于远传。近距离传输可直接采用数字通信。
③通信线路：传送数据信号的线路，公网或专网，直接连接或经通信处理机网络连接。
④通信处理机：承担通信控制任务（缓冲匹配、误码检测、故障检测、路由选择、信道建立等）
⑤主计算机：类似于数据终端，指调度计算机系统。
结语
鉴于电力生产的特点，发电厂、调度站和变电站之间的信息交换只能借助通道技术来实现。因此，要使发送出去的数据到对方后，能够被接收方识别、接收和处理，就要对传送的数据信息格式作严格的规定，这就是远动规约的一个内容。而基于这一规定的远动技术的实现及其在供电系统中的应用，更是有效的促进了电力系统的快速发展。
参考文献
[1]陈峰.铁路电力远动系统技术探析[J].中国高新技术产业,2011（13）.
关键词：电力系统；继电保护；技术；发展；研究
中图分类号：U224.4 文献标识码：A
电力系统继电保护是在电网出现事故或异常运行情况下动作，保证电力系统和电气设备安全运行的自动装置，研究继电保护技术发展趋势，可以更好地提高继电保护的技术水平，对电力系统发展意义重大。
1 电力系统继电保护概述
1.1 继电保护基本概念
在电力系统运行中，由于外界因素和内部因素都可能引起各种故障及不正常运行的状态出现，常见的故障有：单相接地；三相接地；两相接地；相间短路；短路等。
电力系统非正常运行状态有：过负荷，过电压，非全相运行，振荡，次同步谐振，同步发电机短时异步运行等。电力系统继电保护和安全自动装置是在电力系统发生故障和不正常运行情况时，用于快速切除故障，消除不正常状况的重要自动化技术和设备。
1.2 继电保护在电力系统中的任务
电力系统元件发生故障时，应该由该元件的继电保护装置迅速准确地给脱离故障元件最近的断路器发出跳闸命令，使故障元件及时从电力系统中断开，以最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响；并满足电力系统的某些特定要求，能够反应电气设备的不正常工作情况，并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同发出信号，以便值班人员进行处理，或由装置自动地进行调整，或将那些继续运行会引起事故的电气设备予以切除。
2 继电保护发展历程
继电保护是随着电力系统的发展而发展起来的，最早的继电保护装置是熔断器。从20世纪50年代到90年代末，在40余年的时间里，继电保护完成了发展的4个阶段，即从电磁式保护装置到晶体管式继电保护装置、到集成电路继电保护装置、再到微机继电保护装置。随着电子技术、计算机技术、通信技术的飞速发展，智能化等先进技术相继在继电保护领域的研究应用，继电保护技术向计算机化、网络化、一体化、智能化方向发展。电力系统发展迅速，电网结构越来越复杂，短路容量不断增大，到20世纪产生了作用于断路器的电磁型继电保护装置。1928年电子器件已开始被应用于保护装置，在50年代迅速发展。静态继电器有较高的灵敏度和动作速度、维护简单、寿命长、体积小、消耗功率小等优点，但环境温度和外界干扰对继电保护的影响较大。1965年出现了应用计算机的数字式继电保护，出现了单板机继电保护装置。到了21世纪由于计算机技术发展非常快，微处理机和微型计算机的普遍应用，极大地推动了数字式继电保护技术的开发，大规模集成化数字式继电保护装置应用非常广泛。
3 电力系统继电保护的发展趋势
随着计算机技术的飞速发展以及计算机在电力系统继电保护领域中的普遍应用，新的控制原理和方法被不断应用于计算机继电保护中，以期取得更好的效果，从而使微机继电保护的研究向更高的层次发展，继电保护技术未来趋势是向计算机化，网络化，智能化，保护、控制、测量和数据通信——体化发展。
3.1 计算机化
随着计算机硬件的迅猛发展，微机保护硬件也在不断发展。电力系统对微机保护的要求不断提高，除了保护的基本功能外，还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间，快速的数据处理功能，强大的通信能力，与其它保护、控制装置和调度联网以共享全系统数据、信息和网络资源的能力，高级语言编程等。这就要求微机保护装置具有一台PC机的功能。继电保护装置的微机化、计算机化是不可逆转的发展趋势。但对如何更好地满足电力系统要求，如何进一步提高继电保护的可靠性，如何取得更大的经济效益和社会效益，尚需进行具体深入的研究。
3.2 网络化
计算机网络作为信息和数据通信工具已成为信息时代的技术支柱，它深刻影响着各个工业领域，也为各个工业领域提供了强有力的通信手段。除了差动保护和纵联保护外，所有继电保护装置都只能反应保护安装处的电气量，继电保护的作用主要是切除故障元件，缩小事故影响范围。 因为继电保护的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围，还要保证全系统的安全稳定运行。这就要求每个保护单元都能共享全系统的运行和故障信息的数据，各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作，确保系统的安全稳定运行。
3.3 智能化
随着通信和信息技术的快速发展，数字化技术及应用在各行各业的日益普及也为探索新的继电保护原理提供了条件，智能电网中可利用传感器对发电、输电、配电、供电等关键设备的运行状况进行实时监控，把获得的数据通过网络系统进行收集、整合和分析。利用这些信息可对运行状况进行监测，实现对保护功能和保护定值的远程动态监控和修正。
4 保证继电保护安全运行的措施
4.1 做好常规巡视检查
不论何种保护，常规巡视检查都是非常重要的，清点连接件是否紧固焊接点是否虚焊机械特性等，将装置所有的插件拔下来检查一遍，将所有的芯片按紧，螺丝拧紧并检查虚焊点。在检查中，还必须将各元件保护屏、控制屏、端子箱的螺丝紧固作为一项重要工作来落实。
4.2 做好继电保护装置检验
认真完成各类检验项目，在完成整组试验和电流回路升流试验，严禁再拔插件.改定值、改定值区、改变回路接线等工作。
4.3 接地问题
继电保护工作中接地问题是非常突出的，保护屏的各装置机箱屏障等的接地问题，必须接在屏内的铜排上，保护屏内的铜排是否能可靠地接入地网，应该用较大截面的铜辫或导线可靠紧固在接地网上，并且用绝缘表测电阻是否符合规程要求。
结语
综上所述，随着电力系统的高速发展和计算机技术、通信技术的进步，继电保护技术面临着进一步发展的趋势。国内外继电保护技术发展的趋势为计算机化，网络化，保护、控制、测量、数据通信一体化和智能化，只有了解和掌握继电保护技术，才能更好地处理遇到的问题，保证电力系统安全运行。
参考文献
[1]国家电力调度通信中心.国家电网公司继电保护培训教材[M].北京：中国电力出版社.2009.
关键字：计算机导论；课程设计；课程定位
【中图分类号】G640
引言
目前，大多数高校的计算机相关专业都开设了“计算机导论”。课程内容设置主要分为两种。一种是专业核心课程的大杂烩，将“数据结构”，“操作系统”，“组成原理”，“程序设计”，“数据库基础”的专业课程内容各取一节。另一种是对计算机文化基础知识的介绍，基本上与非计算机专业讲授的“计算机文化基础”课程内容没有区别。
近年来，通过我们对计算机科学与技术专业进行专业教学调查，发现相当一部分学生对计算科学本质缺乏比较全面的认识。科学思维能力、创新能力、分析和解决实际问题的工作能力比较差。
1.课程定位与教学目标
《计算机导论》是计算机科学与技术专业本科生的一门先导基础课程。该课程肩负着“开启专业之门、引领学习生涯”之重任。主要讲述计算机科学的特点，历史渊源，发展变化，知识组织结构和分类体系。通过对本课程的学习，使学生了解计算机科学与技术领域的基本知识、基本理论和基本技术方法，为将后学习《操作系统》、《程序设计》、《数据结构》等课程打下基础。其目的就是使学生能以一种统一的思想来认知计算机科学的本质，教育和帮助学生建立计算机科学与技术的方法论。
我们从课程的定位与意义出发，应该达到的教学目标为：（1）激发学生对学习计算机学科的兴趣；（2）充分展示计算机领域能做什么，但不深究怎么做；（3）让学生了解计算机领域的历史及其发展状况（4）培养学生学科全局观及随着学科不断更新知识的意识（5）能让学生了解该专业毕业生应具有的基本知识和技能，以在该领域工作应有的职业道德和应遵守的法律准则。
2.课程内容的设计与课时安排
“计算机导论”主要是为计算机专业新生开设，使他们对计算机学科整体有一个了解。我们进行课程内容设计时，特别要区别计算机专业与非计算机专业学生在培养目标和方向上的不同，把握教学内容的深度和广度。在进行“计算机导论”课程的内容的选择与组织上，我们要注意科学性、适用性、实用性，要有全局意识。“计算机导论”课程的内容可分为下列几大部分：
（1） 计算机科学的基本概念和基本知识：包括学科的背景、发展历程、信息化社会的特征以及信息化对计算机人才的需求，并初步了解计算机科学与技术的研究范畴和作为一名计算机专业毕业生应具备的知识能力并明确今后的学习目标。
（2） 计算机的基本结构与工作原理：包括计算机的产生和发展，冯・诺依曼机构计算机的基本组成，计算机的体系结构，计算机硬件技术的发展等。
（3） 计算机系统软件与应用软件：程序设计语言翻译系统的功能和基本概念，理解操作系统的基本概念和功能，软件的分类、程序设计的基础知识，面向对象程序设计的思想、算法与算法分析，数据结构的基本知识。
（4） 数据库系统及其应用：数据库系统的基本概念，SQL概述，几种新型的数据库系统，数据库系统的应用。
（5） 对通信与网络知识的描述：主要介绍数据通信的基本概念和计算机网络的基本原理，包括网络的体系结构、数据通信的基本方法和网络协议以及网络系统的安全和管理知识。
（6） 人与计算机：包括人机交互、人工智能技术的研究领域及取得的主要成果、人脑与电脑的关系。
（7） 学科展望：计算机学科的前沿知识，发展前景以及其他学科领域的交叉内容。
具体的章节安排与课时设置可参照下表1.1：
表1.1课程设计表
章次 内容 总学时 课堂学时数 实践学时数
1 计算机的基础知识 4 4 0
2 计算机硬件系统 4 2 2
3 计算机系统软件与工具软件 10 6 4
4 计算机应用软件 20 8 12
5 数据库系统及其应用 2 2 0
6 多媒体技术及其应用 2 2 0
7 计算机网络及其应用 4 2 2
8 计算机信息安全技术 1 1 0
9 计算机技术新发展 1 1 0
总计 48 28 20
3.课程特色
3.1理论和实践紧密结合。一方面在学习计算机基本理论的同事注意实践操作的训练，做到学以致用，另一方面引导学生投过技术抓理论。
3.2把当前最新的计算机基础知识和技术融入教学。积极跟进计算机技术的发展，及时更新教材，更新实验平台，更新教学方法。
3.3注重实践教学的考核。期末理论和实践考试都采用计算机考试系统进行，促进了学生实际操作的学习。
3.4基础性强。“计算机导论”是其他后续课程的先行课程，为进一步学习计算机知识打下坚实基础。
“计算机导论”的课程内容既要防止过于简单，也要防止过于复杂。如果课程内容简单化，使之等同于非计算机专业的“计算机文化基础”，就会背离该课程的教学意义与任务。反之，如果课程内容太复杂，就会把计算机导引课提升到计算机原理课的水平。第一门课就让学生觉得晦涩难懂，容易造成学生对计算机学习的望而却步，给后续计算机专业课程的学习造成障碍。
通过以上对“计算机导论”课程内容的组织和安排，可以使计算机专业的学生已进入大学就能对自己今后学习的主要知识、专业方向有一个基本了解，为后续课程构建一个基本知识框架。
参考文献：
[1]刘莉，陶强.计算机基础教学中的课程整合研究[J].计算机教育.2011（14）
关键词: 计算机技术 网络 数据通信
1前言
目前使用于计算机网络技术中的数据通信交换技术，其原理是是通信技术和计算机技术相结合而产生的一种新的通信交换技术。在该技术应用下的计算机网络通信环境中,用户可以对通信网络中的数据、软硬件和信息资源实现共享。随着计算机技术的广泛应用和普及以及计算机远程信息处理应用的发展,数据通信交换技术就应运而生,它实现了计算机之间,计算机与终端之间的通信。本文主要分析和探讨计算机网络中的数据通信及交换技术,根据这几种交换在实际应用中存在的优势和劣势,加以分析和介绍,同时对目前新型的数据通信交换技术进行简要分析。
2常见的数据通信交换技术
不同的站点之间需要进行通信数据交换实现信息的传递,是在对应节点之间在计算机网络数据信息传输过程中进行数据信息交换。传统数据交换基本技术有三种,即电路交换、报文交换及分组交换,在此基础上另外还有两种较为常见数据交换模式:帧中继技术和ATM异步传输模式。
2.1电路交换
电路交换过程一般包括连接建立、线路占用和连接拆除三个阶段。在通信之前需要先将线路连接起来:从起源站点向其中某个目标站点发送响应请求,目的是将通信双方之间建立一条独占的通道,以实现数据的传输。在请求发出之后,会通过其间多个中间节点一直传递到目标站点,在传递的过程中,优先分配相较于空闲的物理线路,某一主叫节点呼叫另一被叫节点发出连接请求,接着再传递到下一个节点,整个过程就是这样以此类推持续进行。其次线路占用:即数据传输交换阶段,基于已经建立好的物理线路的基础上,进行站点与站点之间数据传输交换任务。再次连接拆除:在起源站点和目标站点实现成功连接,并完成两点之间的数据传输任务之后,需要将建立的这条线路进行拆除,即将线路进行释放,让线路资源回归到新的响应中。电路交换具有很多优点,比如线路专用、数据直达,在两个站点之间线路建立之后和线路释放的这段时间内,整条线路不会再进行任何数据的传输交换,也不会与其它站点进行资源的共享,专线专用。实时性也很强,线路一旦建立之后,通信双方所有资源,包括线路资源在内,均用于本次数据传输通信,此时除了偶尔会出现传输时延情况之外,不会出现其他形式的时延故障,完成线路交换的交换设备及控制十分简单,既适用于传输模拟信号,也适用于传输数字信号。但电路交换也存在一些缺点,比如电路交换的平均连接建立时间对计算机通信来说费时长。电路交换连接建立后,物理通路被通信双方独占,即使通信线路空闲,也不能供其他用户使用,因而信道利用低。电路交换时,数据直达,不同类型、不同规格、不同速率的终端很难相互进行通信,也难以在通信过程中进行差错控制。
2.2报文交换
报文交换是将数据信息封装成报文,每个报文中包含有控制信息和目的地址,网络中的各交换节点以存储和转发的方式进行数据交换。报文交换交换方式的数据传输单位是报文,报文就是站点一次性发送的数据块,其长度没有限制并且可变。当一个站点想要发送报文时,应附加一个目的地址到该报文上,网络节点会按照报文上目的地址,利用路由信息找出下一个节点地址,把报文发送给下一个节点。因此,端与端之间无需先通过呼叫建立连接。报文交换优点是信道的利用率较高、承载量大;报文交换系统可以把一个报文发送到多个目的地;报文交换网络可以进行速度和代码的转换。其缺点主要是不能满足实时或交互式的通信要求;报文传输延迟较长;节点收到过多的数据而无法存储时,造成报文丢失;设备费用高。
2.3分组交换
分组交换原理:分组的封装是分组终端把要发送的数据信息分割成若干个用户数据段,每个数据段在送往下一个交换节点时,附加上源地址、目的地址、用户数据段编号、差错控制信息。分组的传输是交换节点选择一个最佳的路由,把分组经一个或几个交换节点,送到收端。收端从分组中提取用户数据段,再把它们按照顺序恢复成原有的数据信息。
分组交换主要优点是速度快、传输质量和效率高、可靠性高、转发时延短、经济性好、能够实现不同类型终端的之间的相互通信、分组交换网能和其他通信网互联。主要不足是实现技术难度大。
2.4帧中继技术
帧中继协议是一种简化的X.25广域网协议,帧中继协议是一种统计复用的协议,它在单一物理传输线路上能够提供多条虚电路。每条虚电路用数据链路连接标识来标识,DLCI只在本地接口和与之直接相连的对端接口有效,不具有全局有效性,即在帧中继网络中,不同的物理接口上相同的DLCI并不表示是同一个虚电路。帧中继技术主要优点是以光纤作为传输媒体,传输质量高,误码率低,网络吞吐量大,网络资源利用率高。主要缺点是帧中继不适合传输实时信息,对传输线路质量和终端智能化程度要求都高。
2.5 ATM异步传输模式
ATM异步传输模式是用作宽带综合业务数字网的复用、传输和交换模式。ATM综合了分组交换的高效率和电路交换的高速度的优点,采用面向连接的快速分组交换技术。ATM信元的长度是固定的,即53个字节。其中5个字节是信头,48个字节是信息段。信头包含各种控制信息,主要是信元的目的地址,维护信息,优先级,信头的纠错码。信息段包含用户数据。ATM交换特点:基于统计时分复用;采用面向连接的工作方式;信元长度固定;信头简化,以减少处理开销。
3新数据通信交换技术的发展
随着光通信技术的发展,光纤信道传输容量得到了大幅度提高,基于此交换技术迎来了新的发展契机。可以将通信网络发展分为三个阶段:即电传输和交换阶段、光传输和电交换阶段、光传输和交换阶段。
3.1电传输和交换阶段
传统通信网络都是处在电传输和交换阶段,其交换技术涵盖了以上介绍的任何一种技术。
3.2光传输和电交换阶段
以光纤为传输介质,数据是以光信号在物理信道上进行传输,而中继节点只能针对电信号进行处理,这样就要求在传输线路和中继节点接口位置安装光电和电光转换装置。
3.3光传输和交换阶段
数据传输和交换都以光信号在信道上进行,只有在终端处表现为电信号,以便信息处理。由于技术限制导致出现了光信道空闲而交换节点饱和现象。原来传输信道网络瓶颈转移到了交换节点处,为了克服分组交换节点网络瓶颈,开始陆续提出了一些新交换技术,并逐步走向了商业上使用中,如光路交换和光包交换等。
关键词：局域网；网络安全；保密
一、局域网的概念及结构
局域网（Local Area Network）是一种连接范围较小的网络，是在一个有限范围内将多个独立的计算机系统连接起来，并在相关软件的支持下，实现数据通信和资源共亨的计算机网络系统。[1]局域网有星型拓扑结构、总线拓扑结构、环形拓扑结构、树型拓扑结构、网状拓扑结构、蜂窝拓扑结构、混合型拓扑结构和卫星通信拓扑结构8种基本结构。
二、农村局域网网络安全的定义及基本要素
尽管计算机网络安全的具体含义随着“角度”的变化而变化，但计算机网络安全的基本概念至今还未变化，通常是指通过采用各种技术和管理措施，使网络系统正常运行，从而确保网络数据的可用性、可控性、完整性、可审查性和保密性五个基本要素。
三、防火墙技术在局域网中的作用以及防火墙的基本类型
1.防火墙的概念及作用
要弄清防火墙在局域网中的作用，首先要知道什么是防火墙？防火墙是指设置在不同网络或网络安全域之间的一系列部件的组合；防火墙总体上分为数据包过滤、应用级网关和服务器等几大类型。[2]防火墙具有以下功能：
防火墙通过关闭不适用的端口，进行网络通信和扫描，过滤一些网络攻击，从而防止来自不明入侵者的所有通信，以便达到网络的安全。
2.防火墙的类型
由于防火墙的产品非常多，所以防火墙的划分标准也比较复杂，通常防火墙的分类为：
（1）根据防火墙结构分为单一主机防火墙、路由器集成式防火墙、分布式防火墙三种。
（2）根据防火墙技术通常把防火墙分为“包过滤型”和“应用型”。
（3）根据硬件、软件把防火墙分为软件防火墙、硬件防火墙、芯片级防火墙。
四、防范内部攻击，保障局域网安全
1.小心局域网终结者
我们已经很方便使用局域网共享资源，在日常生活和工作中，但大多数用户或多或少会碰到这种情形。
在共享其他计算机上的共享资源时，却无缘无故从网络中断开了，可过一会儿又通了。这到底是什么回事？可能是局域网某一用户在用“局域网终结者”把你的计算机从网络中强行断开了！下面是局域网终结者的工作原理：
用于构造虚假ARP包来欺骗网络主机，使得被指定的主机从网络中被断开；程序只对以路由作为划分的同一局域内主机产生作用。使用方法也非常简单，将目标IP地址加入到阻断列表中即可。[3]如果退出程序或将目标IP从列表中移除后，目标主机将在30至60秒后恢复正常工作（有的系统可能需要更长时间）。
2.防范共享资源入侵
通常学校局域网中的服务器使用的是Win 2000 Server/XP系统，而客户端（学生机）计算机使用的操作系统有Win 98 XP等。通常Win 2000/XP采用默认共享方式来方便远程维护，但这会对有些外来者入侵，那么我们怎么关闭默认共享，防止病毒感染呢？可通过修改注册表来关闭默认共享，具体方法如下：打开注册表编辑器，并按照以下方式设置键值HKEY_L0CAl_MACHINE---SYSTEM--CurrentControlSet---Services---lanmanserver--新建Autoshareserver的DWORD值，并设键值为0。重新启动计算机后就关闭了默认共享。
3.抵挡Ping洪水攻击
WINDOWS提供的Ping的工作流程：首先，主机A发送ICMP 8，0报文给主机B；其次，主机B回送ICMP 0，0报文给主机A。
ping其实算是计算机中的一个程序，一个可以直接在运行中ping，它在ping对方网址的时候会发出一个请求信息，对方返回，计算延时。用PING可以检查网络连通性，也能看出PING出网络中其他计算机的IP地址。
五、局域网病毒入侵原理及特点
1.局域网病毒传播方式包括：
（1）病毒通过优盘、移动硬盘、邮件、网络等途径在工作站中传染，等局域网络运行从而传染给服务器。
（2）病毒先在工作站内存驻留，等局域网中计算机运行时在直接通过映像路径传染到服务器中。
（3）计算机病毒在网络上传播的途径是工作站—服务器—工作站。
（4）在无盘局域网中，病毒一般先感染有盘网络中的计算机，当其运行网络盘上的一个带毒程序时，便将内存中的病毒传染给该程序或通过映像路径传染到服务器的其他文件上。
2.局域网病毒具有可传播性、可执行性、破坏性、难于彻底清除、破坏性大、可激发性、潜在性、感染速度快、扩散面广、传播的形式复杂多样等特点。[4]
六、局域网防范措施
根据计算机病毒入侵原理和特点，局域网需要建立多层次的、立体的病毒防护体系，通常在学校局域网中采用以下几种方式来防止局域网安全：
（1）安装好杀毒软件和防火墙并及时更新。
（2）养成良好的上网习惯，不去点击一些不良网站和邮件。
（3）定期杀毒，及时给系统打好补丁。
（4）学习网络安全知识，远离黑客工具。
（5）在网络中安装有效的专门木马、间谍软件或程序的清理软件，应随时检查清理。
（6）采用安全性比较好的网络浏览器，并注意弥补系统漏洞。
七、结语
农村学校的计算机局域网安全技术和病毒防护是一个涉及多方面的系统工程，在实际工作和学习中，不仅要将安全策略、硬件及软件等方法结合起来而且要综合运用以上方法，构成一个统一的防御系统。因此，局域网内部安全不是一个单纯的技术问题，它涉及整个网络安全系统。
参考文献
[1] 高传善，钱松荣.数据通信与计算机网络[M].北京：高等教育出版社，2001.
[2] 李成大，张京.计算机信息安全[M].北京：人民邮电出版社，2004.
关键词：单片机；通信；数据传输；数据的帧格式
Abstract: based on the mechanic colleges and universities and related course curriculum present situation, from the basic knowledge system, solve the students in this course, the difficulties encountered in the actual learning process of perspective, discussed the mechanic colleges and universities related in the process of single-chip computer courses teaching as communication way of basic knowledge in this paper, the defects, leading to some of the problems, and according to the characteristics of the mechanic colleges and universities student put forward a solution.
Key words: single chip microcomputer; Communication; Data transmission; The data frame format
中图分类号：C41文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
正文:
1 概述
单片机课程中涉及到部分通信基础知识，对于这部分知识的阐述在各类单片机教材中都各不相同。笔者结合自身的教学经验，对各类教材在关于这部分知识的阐述特点深入研究，发现大部分教材在阐述通信基础知识时并没有足够地考虑到当前技工院校学生在学习单片机课程之前普遍没有系统全面地学习过通信专业相关知识的特点。同时，由于当前技工院校学生在学习过程中普遍比开设类似课程的本、专科院校的学生在学习上困难更多，更需要循序渐进地引导，在教学过程中对抽象专业知识的学习需要更多时间的特点。笔者认为，在讲解单片机课程中涉及到的通信基础知识的过程中，应该充分考虑到这些特点，在教学方法上作出改进。有些内容的阐述方式也许对于本、专科院校或基础较好，学习能力强的学生来说显得有些累赘，但根据笔者自身的教学经验，这些略显累赘的阐述方法能在教学过程中解决很多在后续学习中才能显现的问题，并在学习过程中能起到增加学生信心的作用。本文主要针对单片机课程中涉及到的数据传输方式和数据帧格式这两个问题的阐述方法作出分析并提出新的阐述方案。
2 相关专业开设课程现状及学生相关知识体系现状
有些专业开设了通信方面的专业课，但往往晚于单片机课程，有些则根本没有相关的专业课程。现行的技工院校单片机教材，无论是采用传统教学方法还是模块式的教学方法，虽然在相应章节对这部分内容也有简单概念的说明，但有相对比较零散或是深度不够的问题，而单片机原理及接口技术课程中不可避免地要用到这些知识，尤其在接口技术这部分还需要学生对相关通信方面的知识有较为深入的理解。所以应该在单片机课程的教学中对这部分通信知识做系统地、有足够深度的讲解，以避免将问题积累在后续教学过程中，给教师和学生都造成不必要的困难，使得单片机这门本身比较难学的课程显得更加晦涩难懂，相当一部分学生正是由于本文提到的问题在学习单片机课程的中途选择放弃，给后续其他相关专业课的教学也带来了很大的困难。
3 分析由于基础知识不完善导致的问题
对于数据的传输方式，部分教材只有简单地分类说明，没有深入阐述，如果能有直观地图形辅助说明学生理解起来会更加容易。同时也缺乏相应的练习题，使得学生在读了一遍概念之后用起来仍然不太理解。
对于数据的帧格式，部分教材讲解过于简单，缺乏例子，学生理解起来普遍感到困难。后续的学习中，学生容易把单片机的串行口工作模式与数据帧格式混淆，以至于在学习串行口工作模式时用到帧格式的情况下甚至无法分清到底在学什么，这种情况下往往要回过头来对帧格式的概念重新进行讲解，再加以区分。这就给学生的学习造成了很大困扰，同时教师在反复强调二者区别时也浪费了很多教学时间，并且效果不佳。
所以，如果能在第一次接触到这些概念时就针对以后可能会出现的问题做一些有针对性的讲解和练习，就能在很大程度上避免这类问题的出现。
4 解决方案
基于以上分析，如果能在第一次接触到这些概念时就针对以后可能会出现的问题做一些有针对性的讲解和练习，就能在很大程度上避免这类问题的出现。所以，笔者对提到的两部分内容提出以下阐述方案。
4.1通信的概念及通信方式的分类
计算机与外界的信息交换称为通信。
通信按照通信方式分为并行通信和串行通信。并行通信是指数据的几个位同时发送或接收。串行通信是指数据的位按顺序逐位依次发送或接收。单片机与上位机或设备的通信方式普遍采用串行通信的方式。
例1：数据10110101B从A端发送到B端，若采用并行通信的方式，发送过程示意图如图1所示，八位数据同时从A端发往B端，B端同时接收这八位数据；若采用串行通信的方式，发送过程示意图如图2所示，八位数据按从低位到高位的顺序逐位依次从A端发往B端，B端也按从低到高的顺序逐位依次接收。
图1
图2
引导学生思考以下问题：
1）上例中完成数据传输，用并行通信方式与用串行通信相比哪种方式所用的时间多?
2）图1中要实现数据同时传送，需要几条线？图2中数据逐位传送，需要几条线？
基于技工院校学生的学习特点，对于基础概念的解释应尽可能地详细并浅显易懂，同时要有一定的深度。把并行通信和串行通信的概念用示意图表示，使得学生在学习的过程中对这两个概念有更形象、具体的理解，避免由于没有明确理解两个概念而无法理解单片机的通信方式。
在以上联系的基础上再对并行通信与串行通信进行比较，阐述方式如下：
1）并行通信的速度比串行通信的速度快；
2）并行通信的线路铺设费用高，需要铺设与同时传输的数据位的位数相等的连接线，适用于近距离数据传输。串行通信的线路铺设费用相对较低，只需一条发送数据的线和一条接受数据的线，也可以发送和接收共用一条连接线，适用于远距离数据传输；
3）并行通信线路的铺设相对复杂，系统可靠性相对较差，适合于近距离数据通信；串行通信线路的铺设相对简单，系统可靠性相对较高，适合于远距离数据通信；
串行通信又可分为同步通信和异步通信。异步通信从传输方式的角度又分为单工、半双工及双工。MCS—51系列单片机采用的是串行异步双工的通信方式。
4.2 数据的帧格式
对于单片机通信中的四种帧格式，大部分教材都有详细的描述，但普遍缺乏图示和例题。在此仅以其中的模式1为例提出新的阐述方案。
模式1
在串行通信模式1中，一帧数据共有10位，其中包括1位起始位（低电平信号），8位数据位和1位停止位（高电平信号），结构如图3所示：
图3
例2：假设有一组数据：10010011B要从A发往B，帧格式采用模式1，请将数据发送时一帧数据的具体内容填入下面的表格中：
对于模式0、模式2及模式3也采用相同的方法阐述。
5 新方案解决问题的效果
通信概念及分类方式的阐述方案中，针对技工院校学生的学习特点，对通信的概念和分类通过循序渐进、辅以图示的方式做了阐述。这话阐述方式的特点是针对技工院校部分专业学生在学习单片机课程之前并没有接触过通信相关课程的情况，在阐述通信的概念和分类时能辅以浅显易懂的例题，在实际教学过程中使得学生在学习这些概念时能及时清晰地理解概念的含义，避免了在后续的诸如单片机串口读写操作等涉及到其它较复杂概念的问题中还要一并解决阐述通信基本概念时遗留的问题，在一定程度上可以避免学生在学习串口操作时的才意识到之前的通信基本概念还没搞清，胡子眉毛一把抓，增加学习难度，给后续概念的学习造成困难。
数据帧格式的阐述方案中，由于引入示意图，使得学生对于单片机串行通信采用的帧格式中四种模式的理解更加直观。及时补充的相应例题也起到了引导学生在接受概念的同时主动思考的作用，加深学生的理解。另外，笔者在实际教学过程中发现，由于单片机的串行口工作模式也有四种，分别是模式0、模式1、模式2和模式3，四种模式的命名方式与数据帧格式的四种模式一模一样，使得部分学生在学习时对两组概念发生混淆。而对数据帧格式的阐述采用新方案后，也能在很大程度上起到避免两组概念混淆的作用。
参考文献：
[1]劳动和社会保障部教材办公室.单片机原理及接口技术[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2004年
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