《计算机通信与网络》教学大纲

《计算机通信与网络》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：06141341课程性质：专业必修课学分：2学分学时：32学时（理论32学时）先修课程：模拟电子技术、数字电子技术、信号与系统等后续课程：卫星通信技术、光纤通信技术、虚拟仪器技术等适用专业：通信工程开课单位：电子信息工程学院一、课程说明《计算机通信与网络》是通信工程专业的一门专业必修课。本课程主要使学生了解计算机通信与网络的基本概念、基本理论、体系结构，对计算机通信方式及网络体系结构从整体上有一个较清晰的认识；能够分析资源子网和通信子网，掌握计算机网络的组建、使用与维护，利用计算机解决实际网络通信问题。掌握计算机通信网络的新技术、新理论及发展动向，明确专业方向，为学习后续通信专业课程打下理论基础。本课程注重基本理论知识的深入学习，强调培养学生的抽象思维的能力及严谨的科学学风以及运用基础理论知识解决生产实际中问题的能力，兼顾新技术及其发展方向的介绍，培养能够适应区域经济发展的高素质应用型人才。二、课程目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标：课程目标1：掌握计算机通信的基本原理、计算机网络的基本组成和组网的基本方法；熟悉计算机网络的体系结构，理解各层的功能、工作原理和相关协议；熟悉网络安全的研究内容与应用。课程目标2：能正确把不断发展的通信技术和计算机网络有机地结合起来，具备利用计算机解决网络通信问题的能力；具备初步的对计算机网络软硬件的安装、调试和运用能力；同时注重理论与实际的结合，学以致用。课程目标3：了解计算机网络领域有关的国际标准及相关知识产权；了解计算机网络常见应用的实现方法；了解现代计算机通信网络的新技术、新方法及新进展。能够使用相关计算机通信工具对现代计算机网络工程进行分析、设计、维护等；能够对网络中的各种复杂问题进行分析研究并有效解决；培养学生的工匠精神，增强爱国热情和民族自豪感。三、课程目标与毕业要求《计算机通信与网络》课程教学目标对通信工程专业毕业要求的支撑见表1。表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑强度1.工程知识1.1具有解决通信工程问题所需的数学与自然科学知识，掌握数学、自然科学的重要思想和思维方法，理解工程问题的数理本质及表述方法。课程目标1：掌握计算机通信的基本原理、计算机网络的基本组成和组网的基本方法；熟悉计算机网络的体系结构，理解各层的功能、工作原理和相关协议；熟悉网络安全的研究内容与应用。H2.问题分析2.1能够应用工程科学的基本原理，识別和判断复杂通信工程问题的关键环节和参数。课程目标2：能正确把不断发展的通信技术和计算机网络有机地结合起来，具备利用计算机解决网络通信问题的能力；具备初步的对计算机网络软硬件的安装、调试和运用能力。同时注重理论与实际的结合，学以致用。M5.使用现代工具5.2能够开发和利用现代工程工具、信息技术工具对复杂通信工程问题进行辅助设计、预测和模拟，并有效解决复杂通信工程问题。课程目标3：了解计算机网络领域有关的国际标准及相关知识产权；了解计算机网络常见应用的实现方法；了解现代计算机通信网络的新技术、新方法及新进展。能够使用相关计算机通信工具对现代计算机网络工程进行分析、设计、维护等；能够对网络中的各种复杂问题进行分析研究并有效解决；培养学生的工匠精神，增强爱国热情和民族自豪感。M注：表中“H（高）、M（中）、L（弱）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配理论部分理论部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点理论学时对应的课程目标1.概述1.1计算机网络在信息时代中的作用1.2互联网的组成1.3计算机网络的类别及性能1.4计算机网络体系结构1.5计算机网络的发展教学要求：了解计算机网络在信息时代的作用。掌握互联网组成的边缘部分和核心部分。了解计算机网络的发展历程及在我国的发展。掌握计算机网络的体系结构及性能指标。重点：互联网的边缘部分和核心部分的作用，分组交换的概念，分层次的体系结构。难点：计算机网络分层次的体系结构中协议和服务的概念。41、32.物理层2.1物理层的基本概念2.2数据通信的基础知识2.3物理层下面的传输媒体2.4信道复用技术2.5数字传输系统2.6宽带接入技术教学要求：理解并掌握物理层的概念及要完成的任务；理解并掌握数据通信的原理；掌握信道复用技术；了解互联网接入技术的种类。重点：物理层的任务、数据通信的基本概念、信道复用技术、互联网接入技术。难点:物理层、接入技术。41、23.数据链路层3.1使用点对点信道的数据链路层及PPP协议3.2使用广播信道的数据链路层3.3扩展的以太网3.4高速以太网教学要求：理解数据链路层的三个重要问题：封理解局域网的相关协议。重点:数据链路层的封装、差错检测和可靠传输；点对点协议、媒体接入控制、以太网交换机的工作原理、局域网的组成。难点:各种相关协议。61、24.网络层4.1网络层的几个重要概念4.2网际协议IP4.3网际控制报文协议ICMP4.4IPV64.5互联网的路由选择协议4.6虚拟专用网VPN和网络地址转换NAT4.9多协议标签交换MPLS教学要求：理解并掌握网络互连的概念；掌握并能熟练分析IP地址，并理解IP地址与物理地址的关系；理解路由选择协议的工作原理；了解VPN与NAT原理。重点：虚拟互联网络的概念、IP的编址方式及IP地址与物理地址的关系、IP数据报的转发流程、路由选择协议的工作原理。难点：IP地址分配原则，路由选择协议。81、25.运输层5.1运输层协议概述5.2用户数据报协议UDP5.3传5.4可靠传输的工作原理5.5TCP工作原理教学要求：了解运输层在整个网络体系结构中的作用；掌握TCP和UDP的工作原理。重点：运输层提供逻辑通信、运输层的复用和端口、TCP和UDP的工作原理。难点:TCP和UDP的工作原理。41、26.应用层6.1域名系统DNS6.2文件传送协议6.3远程终端协议TELNET6.4万维网WWW6.5电子邮件6.6动态主机配置协议DHCP6.7P2P应用教学要求：了解网络应用中的常用协议；理解多媒体网络中的一些重要技术和协议。重点:网络应用程序的体系结构、域名系统（DNS）等几种协议。难点:协议的原理。41、2、37.网络安全7.1网络安全问题概述7.2两类密码体制7.3鉴别7.4密钥7.5安全协议教学要求：了解网络中的安全问题；掌握一些基本的安全技术，保护系统不受来自网络的攻击；重点:网络安全威胁及安全服务的概念、安全机制。难点:网络各层的安全协议。21、2、3合计32五、教学方法及手段本课程以课堂讲授为主，结合讨论、案例、视频资源共享等教学手段完成课程教学任务和相关能力的培养。使学生比较全面地理解计算机通信网络的基本原理、关键技术、应用领域及未来发展趋势；使学生掌握计算机网络的体系结构和网络协议；以“少而精”为原则，精选教学内容，精讲多练；安排习题课，巩固课堂所学知识；培养学生思考问题、分析问题、解决问题及相关的工程应用能力；并为学生进一步学习后续课程打下坚实的基础。六、课程资源1.推荐教材：（1）谢希仁.计算机网络（第8版）[M].北京:电子工业出版社.2021.2.参考书：（1）特南鲍姆.计算机网络（第5版）[M].北京:清华大学出版社.2012（2）李志球.计算机网络基础（第5版）[M].北京:电子工业出版社.2020.（3）高军.深入浅出计算机网络（微课视频版）[M].北京:清华大学出版社.2022.3.期刊：（1）计算机学报.中国计算机学会;中国科学院计算技术研究所.（2）电子与信息学报.中国科学院空天信息创新研究院.（3）计算机工程与设计.中国航天科工集团七〇六所.（4）信息网络安全.公安部第三研究所;中国计算机学会;计算机安全专业委员会.（5）IEEETransactionsonCommunications.IEEE-INSTELECTRICALELECTRONICSENGINEERSINC.4.网络资源：（1）通信人家园./（2）中国大学MOOC(慕课).（3）CSDN./七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由过程性考核成绩和期末考核成绩两部分构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表3。表3课程考核对课程目标的支撑考核环节占比考核/评价细则课程目标123过程性考核课堂表现16（1）根据课堂出勤情况和课堂回答问题情况进行考核，满分100分。（2）以平时考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√664作业16（1）主要考核学生对各章节知识点的复习、理解和掌握程度，满分100分；（2）每次作业单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√664测验8（1）根据课程进度设置测验环节，考核学生某一阶段知识掌握情况，满分100分；（2）以测验成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√44期末考核60（1）考核成绩100分，以考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。（2）主要考核计算机通信与网络的基本原理与应用，以及学生具有的工程分析能力、综合应用能力等内容。（3）考试题型为：大作业、课程论文等。√√√252510合计：100分414118八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定考核方式：本课程主要以课堂表现、测验、章节作业、期末考核等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：考核总成绩由期末考核成绩和过程性考核成绩组成。其中：期末考核成绩为100分（权重60%），考核内容为综合大作业或课程论文等；过程性考核成绩由课堂表现、测验、作业等组成，过程性考核成绩为100分（权重40%）；过程性考核和期末考核分值分配应与教学大纲各章节的学时基本成比例。2.过程性考核成绩的标准过程性考核方式重点考核内容、评价标准、所占比重见表4。表4过程性考核方式评价标准考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60课堂表现40积极参与教学活动，踊跃回答问题，准确率大于90%。认真参与教