数据通信基础知识是计算机网络和通信技术的核心内容，涵盖从信号传输到网络协议的全方位知识体系。以下是主要内容的梳理：

一、核心概念

数据、信息与信号

- 数据：

信息的载体，如0和1的序列。

- 信息：数据所表达的含义，如文字、图像等。

- 信号：数据传输的载体，分为模拟信号（连续变化）和数字信号（离散脉冲）。

数据通信系统

包括发送端、传输介质、接收端及协议等组成部分，需解决信号编码、传输、同步等问题。

二、传输技术

模拟传输与数字传输

- 模拟信号：如音频、视频，波形连续变化。

- 数字传输：如计算机数据，以二进制脉冲形式传输，抗干扰能力强。

同步与异步传输

- 同步传输：

发送和接收设备需精确同步时序，如串行通信中的起始位同步。

- 异步传输：发送方无需等待接收方响应，如UART协议。

信道与带宽

- 信道：信号传输的路径，如电缆、光纤、无线信道。

- 带宽：信道能传输的最高频率，单位为Hz，直接影响传输容量。

三、编码与调制技术

模拟信号调制

- 频移键控（FSK）：

通过改变载波频率传输数据。

- 相移键控（PSK）：通过改变载波相位传输数据。

数字信号编码

- 无损编码：

如ASCII、JPEG，保留原始数据。

- 有损编码：如JPEG压缩，通过丢弃冗余信息减小数据量。

四、网络协议与体系结构

OSI七层模型

- 物理层（传输介质）、数据链路层（帧传输）、网络层（路由选择）、传输层（端口通信）、会话层（连接管理）、表示层（数据加密）、应用层（协议如HTTP、FTP）。

TCP/IP五层模型

- 物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层，简化了协议设计。

路由与交换

- 路由协议（如RIP、OSPF）用于路径选择，交换技术（如交换机、路由器）实现数据转发。

五、关键性能指标

信噪比（S/N）：

信号功率与噪声功率之比，直接影响传输质量。

奈奎斯特定理：采样频率需大于信号最高频率的两倍，避免混叠。

香农定理：信道容量公式$C = W \log_2（1 + S/N）$，描述带宽与信噪比的关系。

六、典型传输介质

光纤：高带宽、低损耗，适用于长距离传输。

微波与卫星：适用于中继传输和广域覆盖。

铜线与无线：成本低、灵活性高，适用于局域网。

七、应用与发展

移动通信：如4G/5G，结合光纤与无线技术实现高速传输。

物联网（IoT）：通过低功耗设备实现大规模数据采集与传输。

以上内容为数据通信基础知识的框架，实际应用中需结合具体场景选择技术组合与协议。