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比较串行与并行传输

并行听起来明显更快,这正是关于它的答案容易丢分的原因。

本页内容
  1. 两种方式有什么不同?
  2. 例题详解:计算传输时间
  3. 学生常犯什么错误?
  4. 自我检测
  5. 下一步

**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。

常见问题

并行传输一定比串行快吗?

不一定。并行在同一时刻发送多个位,在很短的线路上确实更快。距离变长后,各位会不同步并互相干扰,时钟只好放慢。现代的高速连接常采用串行,原因就在这里。

串行与单工或双工有什么区别?

它们回答的是不同的问题。串行与并行描述一次传多少位。单工、半双工和全双工描述方向:只能单向、可以双向但不能同时,或者双向同时进行。

什么是 skew?

偏斜(skew)是指在并行线路上同时发出的位,到达的时间略有不同。接收方可能把一个字节的部分位和下一个字节的部分位读在一起,使数据损坏。线路越长,风险越大。

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下一步

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