学习《计算机网络-谢希仁》的资料整理和学习心得 物理层
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了学习《计算机网络-谢希仁》的资料整理和学习心得 物理层相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
（我采用的是电子工业出版社，谢希仁老师官方编写的《计算机网络（第七版）》，官方PPT的出版社地址-->下载地址）
第一章是概述，这一章主要是介绍，直接从第二章物理层开始。
2.1 物理层的基本概念
资料收集：
（1） 物理层_百度百科
（2） 物理层到底在干什么
（3） 物理层_维基百科
（4） 机械特性_百度百科
（5） 物理层的任务
心得总结：
1.物理层被发明出来是干什么的？
物理层是为了让比特流能够正确的被传输而设计出来的。
2.物理层应该做到什么？
（1）物理层应该确保不同的硬件（光纤，电缆，各种接口）的差异，在这一层被抹去。让上一层的数据链路层感受不到底层通讯硬件的不同。
（2）物理层应该提供针对各个接口，电压，各种事件顺序规范的全球统一规范，通过提供一系列的协议。
（3）物理层应该解决物理连接的建立、维持和释放问题。
（4）物理层可以将两个终端，经过种种实际连接，最终可以被看成由一条线连接在一起，并提供一个唯一标识供上层使用。
（5）物理层在维持连接状态下，应该针对不同的数据大小要求，提供尽可能合适大小的带宽。
3.物理层处理的对象是什么？
处理的对象就是 信号（比特流）和 各种传输介质的差异。
4.物理层是用什么实现功能的？
因为OSI本身就是一个参考模型，所以物理层并不是实际去做，而是通过出版一系列的物理层协议，为全球负责各种设备开发的网络工程师提供一个规范（就像写代码只写了函数名和返回值，怎么实现交给他人）。
5.那么物理层协议的四大特性是什么意思？
四大特性（机械特性，功能特性，电气特性，过程特性），可以理解为：如果你是一个OSI协议的编写者，那么你写的协议，最好一定要将这四个具体是什么，写的清楚严格。这样子的协议才能算是一个合格的协议。
如果你少写了一个，或者写的不清楚，那么可能全球各地的厂家生产的硬件设备的接口就无法通用。所以他们四个很重要。
2.2 数据通信的基础知识
资料收集：
（1）数据通信的历史
（4）怎么形象理解码元
（5）低频信号的缺点
（6） 基带信号调制的目的
（7）基带调制的目的2
（8）关于信号调制的基本概念
（9） 我们为什么要调制
（10) 频分复用_百度百科
（11）各种编码方式的优缺点
（12） 曼彻斯特码_百度百科
（13） 正交振幅调制_百度百科
（14） 香农公式_百度百科
（15） 香农的信息论究竟牛在哪里？
心得体会：
1.基带信号是什么？
基带信号就是信源的信号，可以理解为数据在计算机CPU内部运行时，在硬盘/内存里存储时的信号形式（比特流），这种形式的状态适合CPU计算，但不适合直接变成用来远程传输的电流和电磁波形式，应该调制一下。
当然基带信号不一定是指计算机内部的信号，也有可能是模拟信号。
2.电话上网是怎么做到的。
用电话上网其实是借助了已经建好的电话网，注意我们打电话是发出的声音信号，被压敏电阻变成电话（信源）中的电流模拟信号，然后被电话内部的调制解调器调制成适合电话线传播的电流信号。
用电话上网就是先将比特流数据信号转成类似声音振动形成的电流信号，在被内部调制解调器转成数字信号。(电话线上只能传输模拟信号)
声波-->音频模拟信号-->用于电话线上的模拟信号
数字比特流-->音频信号-->用于电话线上的模拟信号
3.码元被定义出来是做什么用的？
首先码元发明出来，就是为了更高效准确地传输信息的，通过传输更少的信号，表达更多的数据。在使用中，两台计算机应该事先约定好使用几进制的码元(如果使用过串口的同学，应该有印象)，然后再传输。
比如：A波形代表10，B波形代表11，用一个波表示出一个两位数，跟比特流1010111比起来传输数据少了很多。
你使用的码元速率（单位时间越小）越快，进制越大，传输的数据速率越快。
4.基带调制出来的还是基带信号，那它有什么用？
基带调制也被称为编码，首先调制的目的肯定只有一种就是为了更好的传播，基带调制出来的还是低频的，那肯定还是不能够远距离传播。但它也可以传播一定距离，在近距离通信完全可以使用。
同时调制出来的还是基带数字信号，就意味着再接收/发送的时候，它不是模拟信号，不需要专用的设备去转换，降低硬件成本。
当然，基带调制的还有一个目的，提高抗干扰性，服务于码元设计，尽可能用更小的带宽传输更多的数据。
5.带通调制/射频调制/的作用是什么？谁调制谁？为什么要转换成模拟信号？
实际上我们常说的调制就是指带通调制，是为了远距离传输，无线传输而进行的调制。因为高频的波长短，不容易衰减，要求的天线长度小（频率越高，天线越小）。
注意是用基带信号去调制载波信号，载波信号被调制。
为什么要转成模拟信号，目的是为了频分复用，所以使用电磁波作为载体，采用模拟信号，可以多个信号占用不同频段，被合成为一个信号被发送。同时数字信号很多使用电脉冲来表示1/0，这也不利于传播。
6.自同步性是什么？选择信号编码方式，有什么讲究？
自同步性可以理解成 信号每发送一个信号，就一定会变化一次。这样硬件每检测到信号变化了，就自动理解成接收到一个信号。（像不归零制就很麻烦，00两个信号但是没有发生变化）。
选择编码的时候我们的目的是干扰性好，这样可以使用更大进制的码元，发送密度更高的信息。
所以我们要选 尽量不含直流分量，自同步，频率高，更简单（抗干扰性好，状态位少）的编码方式。
（曼彻斯特码的优点就是 归零制发送一个信号的时间，曼彻斯特可以发送两个。而且归零制有三种状态，曼彻斯特只有两种）。
7.正交振幅调制QAM是什么？怎么做到达到更高传输速率的？
更高速率就意味着要提高频率。众所周知，电磁波的上下波动是二维面的运动，在三维环境下，沿着波传播方向，有一个完整的垂直面可以利用。我们可以找一个上下波动的，和一个左右波动的，让两个波叠加合成为一个波了，然后向前传播。这样就实现了频率*2的效果。
8.香农公式结论疑惑
香农公式提出在“理论上存在一种方法可使信息源的输出能够以任意小的差错概率通过信道传输。”
这是香农用概率学 数学的得出来的结论，猜测应该是类似于校验位之类的，自我检测是否出现差错的方法。
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