《數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)》1課程教學(xué)大綱

《數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)》教學(xué)大綱課程英文名DataCommunicationandNetworks課程代碼03M0152學(xué)分2.5總學(xué)時(shí)40理論學(xué)時(shí)32實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐學(xué)時(shí)8課程類別專業(yè)教育課課程性質(zhì)必修先修課程信號與系統(tǒng)、C語言程序設(shè)計(jì)、大學(xué)英語適用專業(yè)通信工程開課學(xué)院信息工程學(xué)院一、課程地位與課程目標(biāo)（一）課程地位本課程是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)日新月異的新媒體和大數(shù)據(jù)時(shí)代的一門重要專業(yè)必修課。通過該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信的原理方法和關(guān)鍵技術(shù)、通信網(wǎng)協(xié)議體系結(jié)構(gòu)，能夠從事組網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)通信軟件設(shè)計(jì)和工程中數(shù)據(jù)通信網(wǎng)維護(hù)等相關(guān)工作、了解互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)行業(yè)的最新動態(tài)，為后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計(jì)和從事網(wǎng)絡(luò)通信方面的工作奠定必要的基礎(chǔ)，是培養(yǎng)學(xué)生能夠針對通信工程問題，開發(fā)、選擇與使用恰當(dāng)?shù)耐ㄐ偶夹g(shù)、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具，包括對復(fù)雜工程問題的預(yù)測與模擬，并能夠理解其局限性的重要途徑，并幫助學(xué)生理解和評價(jià)針對通信工程問題的專業(yè)工程實(shí)踐對環(huán)境、社會可持續(xù)發(fā)展的影響。通過雙語課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠就通信領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題與同行及社會公眾進(jìn)行有效溝通和交流，具備一定的國際視野，能夠在跨文化背景下進(jìn)行溝通和交流；掌握基本外文文獻(xiàn)檢索及運(yùn)用多媒體技術(shù)獲取通信等領(lǐng)域相關(guān)信息的基本方法。能夠在多學(xué)科背景下的團(tuán)隊(duì)中承擔(dān)個(gè)體、團(tuán)隊(duì)成員以及負(fù)責(zé)人的角色。（二）課程目標(biāo)該課程應(yīng)達(dá)到的預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果（ILO，IntendedLearningOutcomes）如下所示：1、ILO-1.數(shù)據(jù)通信模型及協(xié)議：了解現(xiàn)代企業(yè)對數(shù)據(jù)通信的需求；明晰通信模型的構(gòu)成；區(qū)分通信模型各個(gè)模塊的功能及聯(lián)系。明晰協(xié)議的基本概念；區(qū)分兩種通信協(xié)議參考模型；理解體系結(jié)構(gòu)的必要性以及作用及開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議體系結(jié)構(gòu)的意義；能夠用協(xié)議體系結(jié)構(gòu)的思路描述或設(shè)計(jì)通信模型。2、ILO-2.數(shù)據(jù)傳輸及傳輸介質(zhì)：區(qū)分?jǐn)?shù)字和模擬信息源；明晰模擬和數(shù)字傳輸?shù)奶卣?；根?jù)傳輸損傷的特點(diǎn)分析其對數(shù)據(jù)通信中數(shù)字傳輸和模擬傳輸?shù)挠绊懀焕孟戕r(nóng)公式計(jì)算分析數(shù)據(jù)率帶寬與噪聲關(guān)系，并分析影響數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量的可能因素。掌握傳輸介質(zhì)的物理特性和傳輸特性，分析介質(zhì)對數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊憽?、ILO-3.數(shù)據(jù)編碼及鏈路控制：明晰信號編碼技術(shù)，理解各編碼技術(shù)的優(yōu)勢及特性；掌握鏈路的差錯(cuò)檢測和糾錯(cuò)技術(shù)及方法；明晰HDLC的基本概念，分析鏈路中的流量控制機(jī)制；基于鏈路控制協(xié)議分析并計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中基本鏈路結(jié)點(diǎn)之間數(shù)據(jù)傳輸速率，即通過理論計(jì)算解決點(diǎn)到點(diǎn)通信相關(guān)的復(fù)雜工程問題，通過理論預(yù)測指導(dǎo)實(shí)踐。4、ILO-4.通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換技術(shù)及IP協(xié)議：理解交換網(wǎng)絡(luò)概念及應(yīng)用；判斷廣域網(wǎng)中不同的數(shù)據(jù)交換技術(shù)；利用IP協(xié)議的基本知識區(qū)分網(wǎng)絡(luò)的類別和子網(wǎng)互聯(lián)的關(guān)系；了解IP資源的分配使用，從而理解網(wǎng)絡(luò)IP資源分配及子網(wǎng)和主機(jī)的配置。5、ILO-5.通信鏈路傳輸?shù)挠行院涂煽啃砸蛩胤治?理解HDLC鏈路在數(shù)據(jù)交換過程中的操作，結(jié)合數(shù)據(jù)通信的基本知識分析鏈路傳輸中的影響因素以及介質(zhì)傳輸性能選擇合適的傳輸介質(zhì)，使用合適的鏈路差錯(cuò)及流量控制方法和數(shù)據(jù)交換模式，從而保障鏈路傳輸有效性和可靠性。6、ILO-6.數(shù)據(jù)通信實(shí)驗(yàn)：了解局域網(wǎng)的連接性，熟悉網(wǎng)絡(luò)命令；分析實(shí)驗(yàn)中需要解決的問題，制定實(shí)驗(yàn)方案，使用實(shí)驗(yàn)設(shè)備和軟件等工具，驗(yàn)證方案的正確性，感知和認(rèn)識通信協(xié)議的工作原理并進(jìn)行分析，理解理論指導(dǎo)實(shí)踐的意義。7、ILO-7.實(shí)踐任務(wù)：通過查閱國內(nèi)外技術(shù)文獻(xiàn)確定與數(shù)據(jù)通信及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關(guān)的主題，設(shè)定交流環(huán)境及場景，設(shè)計(jì)發(fā)布方案，制作PPT等通過現(xiàn)場發(fā)布會模式考核。（三）思政教育目標(biāo)1、通過數(shù)據(jù)通信的基本原理與方法在工程實(shí)踐中的應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的職業(yè)價(jià)值觀，培養(yǎng)學(xué)生對通信工程師職業(yè)的熱愛；通過雙語課程學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)國外先進(jìn)的技術(shù)和知識，探索未來通信技術(shù)前沿發(fā)展，通過了解通信及協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布的相關(guān)國際組織，激勵(lì)學(xué)生樹立向世界看齊的信心，增強(qiáng)學(xué)生對國家自強(qiáng)發(fā)展的緊迫感和培養(yǎng)學(xué)生的愛國情懷。2、理論結(jié)合實(shí)際，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到互聯(lián)網(wǎng)深刻改革各行各業(yè)，它對實(shí)體經(jīng)濟(jì)的革新不僅是技術(shù)層面，更是思維和模式的變革，以幫助學(xué)生樹立勇于探索的科學(xué)精神和敢于創(chuàng)新的理念和信心，為促進(jìn)全新經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出貢獻(xiàn)；3、新經(jīng)濟(jì)是一個(gè)跨行業(yè)、跨領(lǐng)域的概念，而互聯(lián)網(wǎng)作為新一輪科技和產(chǎn)業(yè)的核心，有著極強(qiáng)的跨界滲透能力，通過數(shù)據(jù)通信、計(jì)算機(jī)通信、通信協(xié)議、互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生要解放思想、敢于開拓創(chuàng)新，樹立信心，在行業(yè)專精的基礎(chǔ)上，儲備跨行業(yè)、學(xué)科的知識和能力，在大數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)的背景下，能夠?qū)⑼ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)應(yīng)用到其他行業(yè)中，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感，促進(jìn)傳統(tǒng)行業(yè)的變革和升級，提高經(jīng)濟(jì)效益，推動社會的更好發(fā)展。4、課程的整個(gè)教學(xué)中通過關(guān)注行業(yè)最新動態(tài)資訊和通信人的故事，科學(xué)家事跡穿插到理論課堂教學(xué)中，以此培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)、科學(xué)探索精神、專業(yè)情懷和對職業(yè)的熱愛，幫助學(xué)生樹立掌握最新通信技術(shù)的信心和及時(shí)了解國內(nèi)外行業(yè)最新動態(tài)。二、課程目標(biāo)達(dá)成的途徑與方法主要以課堂教學(xué)為主，結(jié)合期末測試、課堂測試、大作業(yè)、小班討論和實(shí)驗(yàn)等途徑和方法來達(dá)成。具體每個(gè)課程目標(biāo)的達(dá)成途徑與方法見下表所示。課程目標(biāo)達(dá)成途徑ILO-1~ILO-5課堂教學(xué)、課后自學(xué)、作業(yè)、線上平臺的打卡問答、課堂提問、線上補(bǔ)充教學(xué)和期末測試ILO-6上機(jī)實(shí)踐操作、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、驗(yàn)收、實(shí)驗(yàn)報(bào)告ILO-7課外資料查閱等準(zhǔn)備、教師審核、學(xué)生課堂報(bào)告、教師的指導(dǎo)提問、最終文檔三、課程目標(biāo)與相關(guān)畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)課程目標(biāo)對畢業(yè)要求的支撐程度（H、M、L）畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1-5畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)2-3畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)10-2ILO-1L(0.10)ILO-2M(0.15)ILO-3H(0.25)ILO-4L(0.10)ILO-5L(0.10)ILO-6M(0.20)ILO-7L(0.10)注：1.支撐強(qiáng)度分別填寫H、M或L（其中H表示支撐程度高、M為中等、L為低，保證H>M>L，具體對應(yīng)的數(shù)值，根據(jù)各自課程來定）四、課程主要內(nèi)容與基本要求1、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)概述了解現(xiàn)代企業(yè)數(shù)據(jù)通信和網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，企業(yè)數(shù)據(jù)傳輸和網(wǎng)絡(luò)容量的需求，掌握通信模型構(gòu)成，熟悉企業(yè)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢和特點(diǎn)，熟悉網(wǎng)絡(luò)配置中的通信和網(wǎng)絡(luò)要素，熟悉廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)的基本特點(diǎn)，掌握幾種基本的局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)類型。引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到互聯(lián)網(wǎng)深刻改革各行各業(yè)，它對實(shí)體經(jīng)濟(jì)的革新不僅是技術(shù)層面，更是思維和模式的變革，以幫助學(xué)生樹立勇于探索的科學(xué)精神和敢于創(chuàng)新的理念和信心，學(xué)好專業(yè)知識，培養(yǎng)學(xué)生對通信行業(yè)的熱情，對通信事業(yè)的追求，為促進(jìn)全新經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。3、數(shù)據(jù)傳輸及傳輸介質(zhì)掌握數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕靖拍?，理解?shù)字傳輸與模擬傳輸?shù)膮^(qū)別，熟悉傳輸損傷對點(diǎn)對點(diǎn)數(shù)據(jù)系統(tǒng)性能的影響，理解傳輸信道的容量與數(shù)據(jù)率、傳輸損耗的定量關(guān)系。熟悉三類常用導(dǎo)向的物理特性和傳輸特性，了解非導(dǎo)向介質(zhì)的分類及無線傳輸?shù)姆椒?。這部分內(nèi)容是數(shù)據(jù)通信部分的基礎(chǔ)，后續(xù)章節(jié)的學(xué)習(xí)需要掌握本章的內(nèi)容。4、信號編碼熟悉常用的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成信號的編碼技術(shù)，掌握常用編碼技術(shù)的應(yīng)用和優(yōu)勢。5、流量控制與差錯(cuò)控制了解數(shù)據(jù)傳輸過程的差錯(cuò)類型，掌握數(shù)據(jù)傳輸過程中的差錯(cuò)檢測方法并能應(yīng)用。理解HDLC鏈路的流量控制機(jī)制，掌握鏈路的數(shù)據(jù)傳輸糾錯(cuò)方法，理解點(diǎn)對點(diǎn)鏈路的數(shù)據(jù)傳輸操作過程。本章內(nèi)容是點(diǎn)到點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸鏈路控制的核心內(nèi)容，要求通過理論知識學(xué)習(xí)分析網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)之間鏈路利用率，傳輸數(shù)據(jù)率，數(shù)據(jù)擁塞等情況，用于實(shí)踐指導(dǎo)。6、協(xié)議體系結(jié)構(gòu)了解簡單的通信協(xié)議，掌握協(xié)議和協(xié)議體系結(jié)構(gòu)的概念，理解協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化的意義，掌握兩種通信協(xié)議參考模型，本章內(nèi)容是理解通信協(xié)議的基礎(chǔ)知識，通過學(xué)習(xí)和理解，學(xué)生可以基于協(xié)議體系結(jié)構(gòu)的思路和理念理解協(xié)議的設(shè)計(jì)以及在實(shí)際通信中的應(yīng)用。7、通信交換網(wǎng)、IP協(xié)議及互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用了解交換網(wǎng)的基本概念，掌握交換網(wǎng)中數(shù)據(jù)交換技術(shù)。了解交換網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸過程中的路由交換技術(shù)。互聯(lián)網(wǎng)是廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)的有機(jī)結(jié)合，熟悉互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，同時(shí)了解國際上通信協(xié)議和通信標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用，了解國際網(wǎng)絡(luò)通信的最新動態(tài)，與國際同步。了解IP資源的分配使用情況，熟悉IP地址的分類及構(gòu)成。五、課程學(xué)時(shí)安排章節(jié)號教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)數(shù)學(xué)生任務(wù)對應(yīng)課程目標(biāo)第1章數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)21.課后完成導(dǎo)讀部分閱讀及學(xué)習(xí)ILO-1，ILO-4第2章協(xié)議體系結(jié)構(gòu)及互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用51.完成課后協(xié)議設(shè)計(jì)的作業(yè)2.完成課后KeyTerms的自學(xué)與自測3.完成課前的問題測試4.完成網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)測試的實(shí)驗(yàn)及網(wǎng)絡(luò)命令使用ILO-1，ILO-4，ILO-6第3章數(shù)據(jù)傳輸31.完成信道容量計(jì)算的作業(yè)2.完成課后KeyTerms的自學(xué)與自測3.完成課前的問題測試ILO-2第4章傳輸介質(zhì)31.完成傳輸介質(zhì)的傳輸數(shù)據(jù)率計(jì)算的作業(yè)2.完成課后KeyTerms的自學(xué)與自測3.完成課后網(wǎng)線的制作學(xué)習(xí)ILO-2第5章信號編碼技術(shù)21.完成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼作業(yè)2.完成傳輸帶寬計(jì)算的作業(yè)3.完成課后KeyTerms的自學(xué)與自測ILO-3第6章差錯(cuò)檢測和糾正31.完成CRC差錯(cuò)檢測的分析應(yīng)用題2.完成課后KeyTerms的自學(xué)與自測ILO-3，ILO-5第7章數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議41.完成鏈路流量控制的分析應(yīng)用題2.完成課后KeyTerms的自學(xué)與自測3.安排學(xué)生課堂3分鐘報(bào)告ILO-3，ILO-5第9章廣域網(wǎng)技術(shù)及協(xié)議41.完成電路交換網(wǎng)鏈路應(yīng)用題2.完成課后KeyTerms的自學(xué)與自測3.安排學(xué)生課堂3分鐘報(bào)告ILO-1，ILO-4，ILO-7第14章網(wǎng)際協(xié)議61.預(yù)習(xí)IP地址資源的分配2.完成點(diǎn)對點(diǎn)通信的實(shí)驗(yàn)3.安排學(xué)生課堂3分鐘報(bào)告ILO-4，ILO-6，ILO-7六、實(shí)踐環(huán)節(jié)及基本要求序號實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱學(xué)時(shí)基本要求學(xué)生任務(wù)實(shí)驗(yàn)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)類別1Usageofnetworkcommands4了解網(wǎng)絡(luò)命令，熟悉網(wǎng)絡(luò)命令的使用方法和格式，培養(yǎng)基本的實(shí)踐動手能力和自學(xué)能力。完成至少10個(gè)常用網(wǎng)絡(luò)命令的使用操作。驗(yàn)證必做a)Findingoutyourowncomputeronlan熟悉局域網(wǎng)的配置和連接，熟悉網(wǎng)絡(luò)層以及網(wǎng)絡(luò)層以下的協(xié)議，能在局域網(wǎng)中找到主機(jī)。教師提供實(shí)驗(yàn)操作的英文資料，學(xué)生按照要求步驟閱讀資料，并通過鏈接完成各項(xiàng)操作練習(xí)，掌握網(wǎng)絡(luò)配置和連接，以及數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)原理。操作b)ExamcomputersonyourownLAN能夠識別自己主機(jī)的以太網(wǎng)地址，然后識別另一臺主機(jī)的以太網(wǎng)地址。c)Examcomputersonremotenetworks熟悉通過本地網(wǎng)絡(luò)的主機(jī)發(fā)生數(shù)據(jù)包到遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)的主機(jī)來測試計(jì)算機(jī)的連接，熟悉通過中繼系統(tǒng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過程。2a:datacommunicationforpointtopointbasedonUDP4熟悉通信協(xié)議，熟悉winsock通信，通過共享代碼編寫API函數(shù)接口完成點(diǎn)到點(diǎn)的兩臺主機(jī)的通信。教師提出基本的要求，學(xué)生根據(jù)要求查閱資料，設(shè)計(jì)方案，完成程序設(shè)計(jì)，理解數(shù)據(jù)通信原理和協(xié)議，驗(yàn)收能回答老師的提問，最后完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。設(shè)計(jì)必做b:datacommunicationforpointtopointbasedonTCP注：1.實(shí)驗(yàn)性質(zhì)指演示性、驗(yàn)證性、設(shè)計(jì)性、綜合性等；2.實(shí)驗(yàn)類別指必做、選做等。實(shí)驗(yàn)2中的a和b選一七、考核方式及成績評定考核內(nèi)容考核方式評定標(biāo)準(zhǔn)（依據(jù)）占總成績比例考核與課程目標(biāo)對應(yīng)關(guān)系過程考核含到課率、課前線上問答簽到、平時(shí)作業(yè)、小組自評測學(xué)習(xí)內(nèi)容等簽到記錄、問答記錄作業(yè)記錄、隨堂測試記錄20%ILO-1~ILO-5實(shí)踐任務(wù)逐個(gè)課堂匯報(bào)、文檔材料準(zhǔn)備匯報(bào)表現(xiàn)、文檔材料質(zhì)量打分10%ILO-7實(shí)驗(yàn)考核驗(yàn)收及實(shí)驗(yàn)報(bào)告驗(yàn)收成績報(bào)告批改成績20%ILO-6期末考核閉卷卷面成績50%ILO-1~ILO-5考核類別考試成績登記方式百分制八、課程目標(biāo)達(dá)成度評價(jià)方法課程目標(biāo)權(quán)重成績評定ILO-1過程考核0.3相應(yīng)課堂測試平均分A10期末測試0.7相應(yīng)期末考試平均分B10ILO-1達(dá)成度=0.3*A10+0.7*B10ILO-2過程考核0.3相應(yīng)課堂測試平均分A20期末測試0.7相應(yīng)期末考試平均分B20ILO-2達(dá)成度=0.3*A20+0.7*B20ILO-3過程考核0.3相應(yīng)課堂測試平均分A30期末測試0.7相應(yīng)期末考試平均分B30ILO-3達(dá)成度=0.3*A30+0.7*B30ILO-4過程考核0.3相應(yīng)課堂測試平均分A40期末測試0.7相應(yīng)期末考試平均分B40ILO-4達(dá)成度=0.3*A40+0.7*B40ILO-5過程考核0.3相應(yīng)課堂測試平均分A50期末測試0.7相應(yīng)期末考試平均分B50ILO-5達(dá)成度=0.3*A500+0.7*B50ILO-6驗(yàn)收+報(bào)告驗(yàn)收*0.5+報(bào)告*0.5平均分A60ILO-6達(dá)成度=1