计算机网络原理复习：数据通信与奈奎斯特定理

"计算机网络原理陈鸣版总复习PPT课件.ppt" 计算机网络是将分布在不同地理位置的多台计算机及其外部设备通过网络操作系统、管理软件及通信协议连接在一起，以实现资源共享和信息交换的系统。网络主要有两种数据传递方法：电路交换和分组交换。电路交换类似于电话系统，它在发送方和接收方之间建立一条物理连接，而分组交换则将数据切割成小的数据包在网络中独立传输，更适合于网络流量不稳定的环境。 在计算机网络中，网络的组成可以简化为两个基本构件：发送端和接收端。网络的性能主要由带宽决定，带宽代表在一段时间内能无错误传输的比特数。带宽乘积是所有链路带宽的乘积，决定了整个网络的容量。 数据通信基础部分涉及到奈奎斯特定理，这是计算无噪声信道最高数据传输速率的公式：C = 2Wbps，其中C是最高数据传输速率，W是信道带宽。然而，现实中的信道往往存在噪声，此时我们需要使用香农公式：C = Wlog2(1+S/N)，其中S/N是信道信号与噪声的比例。 波特率是指信号每秒钟电平变化的次数，而比特率是每秒钟传输的数据位数。波特率和比特率的关系取决于信号的电平数，如果信号只有两个电平，则比特率等于波特率；如果有更多电平，比特率会是波特率的倍数，例如四个电平的信号，比特率等于2倍波特率。 在网络通信中，奈奎斯特定理提供了一个理想化的理论上限，但在实际应用中，由于信道噪声的存在，数据传输速率会受到限制。香农公式则考虑了噪声对数据传输的影响，给出了在有噪声环境下信道的理论最大传输速率。 计算机网络原理涵盖了网络的构成、数据通信方式、传输速率的计算以及信道容量的理论极限等内容，这些都是理解和设计高效、可靠的网络系统的基础。