**串行传输(serial)**沿一根线一次发送一位。**并行传输(parallel)**同时发送多个位,每根线送一位。题目会要求你比较两者,并为某个情境选择其中一种。
这一课接在追踪数据包之后,也为奇偶校验做准备,因为奇偶校验针对的正是发送时每个字节里的位。
两种方式有什么不同?
| 特点 | 串行 | 并行 |
|---|---|---|
| 同时发送的位数 | 1 | 多个(例如 8) |
| 数据线数量 | 1 | 每位一根 |
| 短线路上的速度 | 每个时钟较慢 | 每个时钟较快 |
| 长距离 | 可靠,位保持顺序 | 出现偏斜与干扰 |
| 线缆成本 | 较低 | 较高 |
串行链路中的位按发送顺序到达。并行链路中的位并排行进,必须同时到达。
例题详解:计算传输时间
假设每根线每个时钟周期传送一位。一个文件有 1,000 个字节,每个字节有 8 位。
**第 1 步,总位数。**1,000 × 8 = 8,000 位。
**第 2 步,串行。**一根线每个周期送 1 位,所以需要 8,000 个周期。
**第 3 步,并行。**八根线每个周期送 8 位,所以需要 8,000 ÷ 8 = 1,000 个周期。
**第 4 步,检查。**1,000 个周期 × 8 根线 = 8,000 位,与总数相符,所以计算正确。
在这种理想情况下,并行快 8 倍。
现在假设线缆很长。偏斜迫使时钟放慢到十分之一,才能让各位保持同步。这样并行需要 10,000 个原来的周期,比串行所需的 8,000 个还多。所以实际系统常把快速串行链路用于长距离,例如 USB 和许多网络连接。
学生常犯什么错误?
常见答案:“并行更好,因为它更快。”
这样的答案得分很少。它只给结论,没有理由,还忽略了距离。比较完整的答案是:并行同时发送多个位,所以在短距离更快,但在较长的线缆上,偏斜和串扰(crosstalk)会造成错误,因此串行在那种情况下更可靠。
自我检测
1. 串行链路以每周期 1 位发送 250 个字节,需要多少个周期?
查看答案
250 × 8 = 2,000 位,所以需要 2,000 个周期。
2. 同样的 250 个字节用 8 线并行链路发送,不考虑偏斜,需要多少个周期?
查看答案
2,000 ÷ 8 = 250 个周期。检查:250 × 8 = 2,000。250 个周期。
3. 说出设计者为 10 米线缆选择串行的一个理由。
查看答案
在较长的线缆上,并行的位可能不同步到达(偏斜)并互相干扰,所以串行更可靠。串行线缆需要的线更少,成本也更低。
下一步
到达的位仍然可能是错的,所以下一步是奇偶校验。数据传输与校验练习把计时题和校验题混合在一起。
比较题的答案,最快的进步来自有人读你的句子并指出缺少的理由。一对一线上计算机科学补习能给你这种反馈。