计算机网络课件：物理层深度解析

"中科大--计算机网络课件（3）" 这部分内容主要涵盖了计算机网络中的“物理层”相关的知识，具体包括数据通信的理论基础、传输介质、电话系统与调制解调以及交换技术。 首先，3.1数据通信的理论基础中提到了Fourier级数，这是信号处理的基础理论，用于将周期性信号分解为正弦和余弦函数的无限级数。在计算机网络中，例如在模拟信号和数字信号的转换过程中，Fourier级数起到关键作用。例如，8位ASCII码“b”的位模式可以表示为Fourier级数的形式，计算其均方根幅度，这与信号的传输质量和速率有关。比特率（a比特/秒）决定了信号的周期和频率，进而影响到信道的带宽和传输速率的关系。在示例中，对于3000Hz的普通话音级线路，可以计算出最大可能的谐波次数和传输速率。 接着，3.1.2部分讨论了信道的最大传输速率，引入了Nyquist定理和Shannon定理。Nyquist定理指出，在无噪声的理想情况下，每秒采样2倍于信道带宽（H）的次数就足以恢复原始信号，最大数据传输率为2Hlog2V。而Shannon定理则考虑了信噪比（S/N），指出在有噪声的情况下，最大传输速率是Hlog2(1+S/N)，这在实际通信系统设计中至关重要。 3.2传输介质部分，详细介绍了几种常见的通信媒介： 1. 双绞线（TP）是由两根互相绞合的铜线组成，分为屏蔽（STP）和无屏蔽（UTP）两种类型，常见于局域网，传输距离一般为100米。 2. 同轴电缆由内导体、绝缘介质和外导体构成，能提供较长的传输距离和较高的数据速率，常用于有线电视网络和早期的以太网。 3. 光纤则利用光的全反射原理进行数据传输，具有高速度、大容量、抗干扰性强的特点，广泛应用于长途通信和高速网络连接。 4. 无线传输，如无线电波、微波和光通信，提供无拘无束的通信方式，适用于移动通信和卫星通信。 此外，3.3和3.4章节虽然没有给出详细内容，但根据标题可以推测，3.3会涉及电话系统的运作原理以及调制解调技术，调制解调是模拟信号和数字信号之间转换的关键；3.4则会讨论交换技术，包括电路交换、报文交换和分组交换等不同的数据交换方式。 这些知识点构成了计算机网络中物理层的基础，是理解数据如何在不同媒介中传输以及如何优化传输效率的关键。在学习计算机网络时，掌握这些内容有助于深入理解网络架构和通信协议的工作原理。