计算机网络课程教学大纲
计算机网络课程教学大纲
课 程 基 本 信 息
课程代码：SE5311
课程名称（中/英）：计算机网络/Computer Network
学    分：3
总学时：54
理论学时：44
实践学时：10
课程性质：专业必修
开课学期：5
适用专业：软件工程
先修课程：计算机科学导论、程序设计基础、操作系统
开课单位：信息科学与工程学院
大纲版本：XX
制定（修订）人：XX
审核人：XX
批准人：XX
制定（修订）时间：XX.5
审核时间：XX.6
大学生用笔记本批准时间：XX.6
一、课程简介
计算机网络已经成为当今社会最重要的一项信息基础设施，网络技术是建设计算机网络和支撑其他信息技术广泛应用的根本。本课程是我校软件工程专业学生必修的一门专业课程。本课程以Internet的TCP/IP体系结构为主线，全面讲授数据通信与计算机网络的基本原理和技
术方法，主要包括数据通信的基本理论、数据链路控制、局域网与传输介质接入机制、网络互联原理、传输控制机制等内容，同时安排相关实验巩固和验证理论教学内容。
通过本课程的教学，使学生系统地掌握数据通信与计算机网络的基本概念、基本原理和基本方法，理解OSI和TCP/IP体系结构、数据通信的基础原理、网络协议的设计原理与工作机理、Internet的主要协议及其技术标准、IEEE局域网标准及其应用、IPv4和IPv6网络互联的原理、传输控制和拥塞控制等网络控制机制，以及常见网络设备的配置与使用、关键网络协议的分析与设计等计算机网络技术，使学生具备一定的网络分析与设计、网络规划与建设、网络运营与维护等网络技术应用能力，以及较好的网络工程素养，为从事计算机与数据通信等相关领域的技术研发和工程应用打下坚实的基础。课程教学应强调培养学生的独立思考能力、科学思维方法和求知创新精神。
二、课程目标
（一）课程具体目标
1．理解计算机网络的体系结构，掌握计算机网络与数据通信的基本原理，并能够将计算机网络理论知识应用于解决计算机网络规划建设相关的工程技术问题。淘宝如何开网店
2．在计算机网络工程技术活动中能够根据需要选择和使用恰当的现代信息技术工具获取所需信息，以对网络工程项目进行规划与预测。
3．能够结合计算机网络工程技术相关的问题背景和科学原理，选择和使用恰当的技术和工具，对网络工程问题进行仿真或模拟。
（二）课程目标与专业毕业要求的关系
本课程的课程目标与本专业毕业要求及其指标点的支撑关系如表1。
表1 本课程对专业毕业要求及其指标点的支撑关系
课程目标
支撑的毕业要求
支撑的毕业要求指标点
目标1
毕业要求1 工程知识应用能力：能够将数学、自然科学、工程基础和软件工程专业知识用于解决计软件工程领域的复杂工程问题。
指标点1.3掌握计算机学科基础理论，并能够用于解决复杂工程问题。
目标2
毕业要求5 使用现代工具能力：能够针对软件工程领域的复杂问题，开发、选择与使用恰当的平台、技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。
指标点5.1能够根据需要选择和使用信息技术工具获取信息。
目标3
毕业要求5 使用现代工具能力：能够针对软件工程领域的复杂问题，开发、选择与使用恰当的平台、技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。
指标点5.2能够开发、选择和使用恰当的技术和工具对计算机软件复杂工程问题进行模拟、仿真和预测。
（三）课程对解决复杂工程问题能力的培养
在课程理论知识讲授环节，注重培养学生对计算机网络原理和网际互联技术的深入理解，使学生掌握解决计算机网络领域复杂工程问题所需的基本理论和工程原理，并通过适当的课后作业锻炼和检验学生解决复杂工程问题的能力。在实验教学环节，围绕课程目标安排实验项目，设计实验内容，明确实验要求，指导实验实施，严格实验过程和实验成果的监督和检查，理论联系实际培养学生解决复杂工程问题的能力。在课程考核环节，根据课程目标选择合适的考核方式，课程考核完全覆盖全部课程目标，考题设计应充分考虑学生解决复杂工程问题所需知识和能力，考题的难度和深度应能够充分体现培养解决复杂工程问题能力的要求。总之，本课程的教学通过在理论讲授、课后作业、课内实验、课程考核等环节充分贯彻培养学生解决复杂工程问题能力的理念和要求，实现本课程各项目标的达成。
三、教学内容及基本要求
本课程教学内容分理论教学和实验教学两部分，具体教学内容和基本要求分述如下。
（一）理论教学
第1单元 网络基本概念（4学时）
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1．教学内容
（1）数据通信模型与常见网络与分类。
（2）网络任务划分与协议分层。
（3）参考模型OSI与TCP/IP。
（4）网络标准化组织。
2．基本要求
（1）了解计算机网络的基本概念，熟悉计算机网络通信的模型与特点，掌握数据通信网络的连接方式和常见网络与分类。
（2）了解网络的标准化组织，熟悉网络任务划分与协议分层的对应关系，掌握协议的概念和协议的基本特点，掌握OSI的体系结构和TCP/IP的协议模型。
3．支撑的课程目标
本单元教学可以支撑课程目标1，使学生理解计算机网络的体系结构，掌握计算机网络的基本概念和基本原理，并能够将计算机网络理论知识应用于解决计算机网络规划建设相关的工程技术问题，同时能让学生开阔视野，了解计算机网络理论与技术的现状和发展趋势。
第2单元 数据通信基础与物理层（6学时）
1．教学内容
（1）数据通信的理论基础，包括数字信号的特点与传输，信道容量与数据速率等。
（2）传输媒体与卫星传输，包括常见的导向与非导向传输媒体特性，卫星传输等。
（3）数字调制与信号编码，包括数据与信号的调制与编码方法等。
（4）多路复用与扩频技术，包括信号的多路复用和扩频技术。
（5）现有网络的数据传输，包括电话网与有线电视网上的信号传输技术等。
2．基本要求
（1）了解数据传输的相关概念和术语，了解数据与信号的转换关系，了解衰减、失真、时延、噪声等常见的数据传输损伤，熟悉模拟和数字信号的分析方法、特点和传输方式，熟悉典型的网络性能与信号传输的性能评价指标与方法，掌握信道容量与数据速率限制的概念与关系，掌握带宽与数据速率之间的关系，掌握信道容量的Nyquist定理和Shannon公式。
（2）了解电磁波谱、无线电波、微波、红外线等无线传输的特点；熟悉双绞线、同轴电缆和光纤等导向传输媒体的特点。
（3）熟悉模拟传输中的数字数据调制方法，包括ASK、FSK、PSK三种调制技术，与模拟数据的调频与调幅等机制，掌握数字传输中的数字数据编码方法，包括数字信号的编码中的曼彻斯特编码和查分曼彻斯特编码，以及模拟数据的PCM采样及编码方法等。
（4）了解常见的扩频技术，包括跳频扩频和直接序列扩频，熟悉扩频技术的特点，熟悉异步传输和同步传输的特点，熟悉频分复用、时分复用、波分复用和码分复用的概念与原理，
熟悉常见时分复用线路T1和E1的工作原理与特点，熟悉电话网络与有线电视网络上数据传输的机制和特点。
3．支撑的课程目标
本单元教学可以支撑课程目标1，使学生理解计算机网络与数据通信的基本原理，能够将计算机网络理论知识应用于解决计算机网络规划建设相关的工程技术问题，掌握计算机网络物理层的基本理论，能够对数据通信相关问题进行理论分析和计算，培养学生运用数据通信的理论和技术分析计算机通信相关复杂工程问题的能力。
第3单元 数据链路层（4学时）
1．教学内容
（1）数据传输的检错与纠错，包括常见的差错类型，检错机制与纠错编码等。
（2）数据链路控制机制，包括成帧，流量控制与差错控制，后退N帧与选择重发流差控ARQ协议，高级链路控制协议HDLC，点到点链路协议PPP，非对称用户数字线路ADSL协议等。
（3）媒体介质访问机制，包括随机抢占式的媒体访问机制，载波监听多路访问协议CSMA原理，带冲突检测和冲突避免的CSAM/CD和CSMA/CA协议原理，以及频分多路和码分多址访问机制等。
2．基本要求
（1）了解常见的数据传输差错类型，熟悉应对数据传输差错的编码机制，掌握奇偶校验码、循环冗余校验码CRC等校验码的原理和计算过程，掌握海明码等纠错码的原理和计算过程，熟悉校验与检测纠错码的关系。
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（2）了解数据成帧的基本概念，熟悉数据成帧的基本方式与纠错方法，熟悉数据链路层的流量控制机制和差错恢复机制，掌握停止等待流量控制和滑动窗口流量控制的概念与机制，掌握自动请求重发ARQ机制，掌握流量控制和差错控制结合后的综合控制方法，包括停等ARQ、后退N帧ARQ和选择重发ARQ的工作原理及其性能分析，掌握高级链路控制协议HDLC，点到点链路协议PPP，非对称用户数字线路ADSL协议的工作原理，以及其中使用的流量控制和差错机制。
（3）了解随机抢占式和集中控制式的媒体介质多路访问控制，熟悉预约、令牌和轮询三种常见的集中式介质访问控制机制，熟悉早期随机抢占式介质访问控制机制ALOHA协议原理，掌握在以太网中广泛应用的载波监听多路访问协议CSMA原理及其带冲突检测CSAM/CD协议原理，掌握CSMA/CD协议的冲突时槽和最小帧长的概念和计算过程，掌握在无线局域网中广泛应用的带冲突避免的CSAM/CA协议原理，熟悉上述协议的性能分析方法，熟悉常见的频分和码分多路访问控制机制，熟悉码分多址多路访问的原理和计算过程。
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手动挡和自动挡哪个好3．支撑的课程目标
本单元教学可以支撑课程目标1，使学生理解计算机网络与数据通信的基本原理，掌握计算机网络数据链路层的基本理论，理解数据链路层的功能和典型技术及协议，并能够利用数据链路层知识结合局域网相关技术进行基本的网络规划设计相关的工程技术问题。
第4单元 数据链路层的具体网络实例：LAN与WAN（6学时）
1．教学内容
（1）有线局域网LAN，包括基于IEEE802.3标准的经典以太网、交换式以太网、快速以太网，以及千兆以太网技术的工作原理及特点。
（2）无线局域网WLAN，包括IEEE802.11的标准与体系结构、物理层特性、介质访问控制原理，以及新兴的无线网络标准与技术。
（3）局域网的连接，包括局域网连接的基本原理与连接设备工作机制，虚拟局域网。
（4）广域网，包括帧中继和ATM网络原理，同步光纤网络SONET，3G移动通信网络。
2．基本要求
（1）了解常见局域网的应用与分类，了解IEEE802.3标准及其规定的局域网体系结构，掌握经典以太网的物理层PHY和媒体访问控制子层MAC的标准参数、介质特性、拓扑结构和工作原理，掌握局域网的后续技术标准，包括桥接以太网、交换式以太网、全双工以太网、快速以太网的标准参数、介质特性、拓扑结构和工作原理及其与经典以太网的区别，熟悉新兴千兆和万兆以太网标准的特点和应用场景，了解其他类型的有线局域网的特点与工作方式，包括令牌环网、令牌总线网和FDDI等。

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