数据同步传输和异步传输
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同步传输和异步传输的区别在网络通信过程中,通信双方要交换数据,需要高度的协同工作。
为了正确的解释信号,接收方必须确切地知道信号应当何时接收和处理,因此定时是至关重要的。
在计算机网络中,定时的因素称为位同步。
同步是要接收方按照发送方发送的每个位的起止时刻和速率来接收数据,否则会产生误差。
通常可以采用同步或异步的传输方式对位进行同步处理。
1. 异步传输(Asynchronous Transmission):异步传输将比特分成小组进行传送,小组可以是8位的1个字符或更长。
发送方可以在任何时刻发送这些比特组,而接收方从不知道它们会在什么时候到达。
一个常见的例子是计算机键盘与主机的通信。
按下一个字母键、数字键或特殊字符键,就发送一个8比特位的ASCII代码。
键盘可以在任何时刻发送代码,这取决于用户的输入速度,内部的硬件必须能够在任何时刻接收一个键入的字符。
异步传输存在一个潜在的问题,即接收方并不知道数据会在什么时候到达。
在它检测到数据并做出响应之前,第一个比特已经过去了。
这就像有人出乎意料地从后面走上来跟你说话,而你没来得及反应过来,漏掉了最前面的几个词。
因此,每次异步传输的信息都以一个起始位开头,它通知接收方数据已经到达了,这就给了接收方响应、接收和缓存数据比特的时间;在传输结束时,一个停止位表示该次传输信息的终止。
按照惯例,空闲(没有传送数据)的线路实际携带着一个代表二进制1的信号,异步传输的开始位使信号变成0,其他的比特位使信号随传输的数据信息而变化。
最后,停止位使信号重新变回1,该信号一直保持到下一个开始位到达。
例如在键盘上数字“1”,按照8比特位的扩展ASCII编码,将发送“00110001”,同时需要在8比特位的前面加一个起始位,后面一个停止位。
异步传输的实现比较容易,由于每个信息都加上了“同步”信息,因此计时的漂移不会产生大的积累,但却产生了较多的开销。
在上面的例子,每8个比特要多传送两个比特,总的传输负载就增加25%。
了解计算机编码和数据传输技术计算机编码和数据传输技术是信息科学与技术领域的重要基础知识,它们在日常生活和各行各业中发挥着重要的作用。
本文将深入探讨计算机编码和数据传输技术的原理和应用,以帮助读者更好地了解和应用这些知识。
一、计算机编码技术计算机编码技术是将字符、图形等信息转换成计算机可以识别和处理的二进制形式。
常见的编码方式有ASCII码、Unicode和UTF-8等。
下面将逐一介绍这些编码方式及其特点。
1. ASCII码ASCII码(American Standard Code for Information Interchange,美国信息交换标准代码)是最早和最广泛使用的计算机编码方式。
它将所有可打印字符、控制字符和非可打印字符分别映射到0-127的整数值。
ASCII码被广泛应用于英语及西方国家的计算机系统。
2. UnicodeUnicode是一种字符编码方案,它为世界上所有的字符都分配了唯一的代码点,并支持多种编码方式。
Unicode可以解决不同国家和地区的字符兼容性问题,支持包括中文在内的各种语言字符,并可用于跨平台的数据交换。
3. UTF-8UTF-8是Unicode的一种变长字符编码方式,它可以解决Unicode编码在存储和传输时的效率问题。
UTF-8使用1-4个字节表示一个字符,根据字符的不同而变化长度。
UTF-8在互联网应用中被广泛使用,能够兼容ASCII码。
二、数据传输技术数据传输技术是指将数据从一个位置传输到另一个位置的过程。
在计算机网络和通信领域,数据传输技术尤为重要。
下面将介绍常见的数据传输技术。
1. 串行传输和并行传输串行传输和并行传输是两种常见的数据传输方式。
串行传输是指将数据一个位一个地按照顺序发送,传输速度相对较慢;而并行传输是指同时传输多个比特位,传输速度较快。
串行传输适用于长距离传输和对传输速度要求不高的场景,而并行传输适用于高速传输和短距离传输。
2. 基带传输和宽带传输基带传输和宽带传输是根据信号的调制方式来划分的。
同步和异步的区别答案⼀:同步和异步是两种交互或者通信⽅式。
放在计算机⽹络⾥有数据包的传输⽅式,放在总线级上⼜有外设和内存之间数据的传输⽅式。
放在操作系统⾥,进程之间的交互也有同步和异步两种交互⽅式。
但是其精髓是⼀样的。
计算机⽹络领域:1.异步传输通常,异步传输是以字符为传输单位,每个字符都要附加 1 位起始位和 1 位停⽌位,以标记⼀个字符的开始和结束,并以此实现数据传输同步。
所谓异步传输是指字符与字符(⼀个字符结束到下⼀个字符开始)之间的时间间隔是可变的,并不需要严格地限制它们的时间关系。
起始位对应于⼆进制值 0,以低电平表⽰,占⽤ 1 位宽度。
停⽌位对应于⼆进制值 1,以⾼电平表⽰,占⽤ 1~2 位宽度。
⼀个字符占⽤ 5~8位,具体取决于数据所采⽤的字符集。
例如,电报码字符为5 位、ASCII码字符为 7 位、汉字码则为8 位。
此外,还要附加 1 位奇偶校验位,可以选择奇校验或偶校验⽅式对该字符实施简单的差错控制。
发送端与接收端除了采⽤相同的数据格式(字符的位数、停⽌位的位数、有⽆校验位及校验⽅式等)外,还应当采⽤相同的传输速率。
典型的速率有:9 600 b/s、19.2kb/s、56kb/s等。
异步传输⼜称为起⽌式异步通信⽅式,其优点是简单、可靠,适⽤于⾯向字符的、低速的异步通信场合。
例如,计算机与Modem之间的通信就是采⽤这种⽅式。
它的缺点是通信开销⼤,每传输⼀个字符都要额外附加2~3位,通信效率⽐较低。
例如,在使⽤Modem上⽹时,普遍感觉速度很慢,除了传输速率低之外,与通信开销⼤、通信效率低也密切相关。
--------------------------------------------------------------------------------2. 同步传输通常,同步传输是以数据块为传输单位。
每个数据块的头部和尾部都要附加⼀个特殊的字符或⽐特序列,标记⼀个数据块的开始和结束,⼀般还要附加⼀个校验序列(如16位或32位CRC校验码),以便对数据块进⾏差错控制。
数电中异步和同步
在数字电路中,异步和同步是两种重要的信号传输方式。
它们在数据传输中发挥着不同的作用和效果。
下面将从概念、工作原理以及应用领域三个方面进行详细阐述。
一、概念
异步传输是指在通信过程中,不需要使用时钟信号来使发送方和接收方在时基上同步。
数据发送方发送数据后,不知道接收方何时能够接收到该数据。
因此,异步传输允许在任何时间点发送任何数据长度。
同步传输则是指在通信过程中,需要使用时钟信号来保持发送方和接收方在特定的时刻上保持同步。
数据发送方发送数据时必须等待时钟信号,接收方接收数据也必须遵循相同的时钟信号。
二、工作原理
异步传输的工作原理是通过数据逐⼀按⼀⼀相序传输,通信双方没有时钟同步的要求,数据的传输速率不确定。
发送方在数据的末尾添加一个停⼀位,以便接收方在接收完整的数据后可以做出回应。
同步传输则是依靠时钟信号进行数据传输,数据是同时传输的,传输速率可以控制。
一个字节数据通过同步传输需要一个时钟脉冲进行传输,因此传输速率要比异步传输慢。
三、应用领域
异步传输通常应用于短距离传输,如串口通信,键盘鼠标输入等。
由于没有时钟同步要求,所以得以在不需要高速传输的小范围内进行数据传输,效果比较好。
同步传输则应用于需要高速传输的场合,如存储器缓存,协议通信等。
同步传输需要严格的时序控制,以保证高速传输过程中不会出现数据错乱以及其他意外情况,因此应用范围比异步传输广。
总之,异步传输和同步传输在数字电路中都有着重要的作用。
它
们的适用场景和工作原理均不尽相同,在实际应用中需要根据具体情况进行选择。
标题:并行、串行、异步、同步通信原理解析一、介绍并行、串行、异步、同步通信的概念1. 并行通信:指多个数据信号在同一时刻通过不同的传输路径传输,在数据传输过程中,多个信号可以同时进行传输,从而提高数据传输效率。
2. 串行通信:指数据信号按照顺序一个接一个地通过同一传输路径传输,在数据传输过程中,数据信号只能依次进行传输,适用于长距离传输和节约传输线路资源。
3. 异步通信:指数据传输时没有固定的时钟信号,数据在发送方和接收方之间按照不规则的时间间隔传输,需要通过起始位和停止位来标识数据的起始和结束。
4. 同步通信:指数据传输时需要有固定的时钟信号,数据在发送方和接收方之间按照固定的时间间隔传输,需要通过时钟信号进行同步。
二、并行通信的原理及特点1. 原理:多个数据信号同时通过不同的传输路径传输。
2. 特点:1) 传输速度快:由于多个数据信号同时进行传输,因此传输速度相对较快。
2) 传输距离有限:由于多条传输路径之间的信号相互干扰,因此传输距离相对较短。
3) 成本较高:需要多条传输路径和大量的接口,成本相对较高。
三、串行通信的原理及特点1. 原理:数据信号按照顺序一个接一个地通过同一传输路径传输。
2. 特点:1) 传输速度慢:由于数据信号只能依次进行传输,因此传输速度相对较慢。
2) 传输距离远:适用于长距离传输,可以节约传输线路资源。
3) 成本较低:只需要一条传输路径和少量的接口,成本相对较低。
四、异步通信的原理及特点1. 原理:数据传输时没有固定的时钟信号,数据在发送方和接收方之间按照不规则的时间间隔传输。
2. 特点:1) 灵活性高:数据传输时间不固定,可以根据实际需要进行调整。
2) 精度较低:由于没有固定的时钟信号,数据传输的精度相对较低。
3) 适用于短距离传输:由于数据传输精度较低,适用于短距离传输和数据量较小的情况。
五、同步通信的原理及特点1. 原理:数据传输时需要有固定的时钟信号,数据在发送方和接收方之间按照固定的时间间隔传输。
通信同步方式在数字数据通信中,发送端和接收端之间必须在时间上保持同步,接收端只有知道数据流中各个位的开始时间和结束时间,才能保证数据接收的正确性和可靠性。
为此,通信双方必须在通信协议中定义通信同步方式,并按照规定的同步方式进行数据传输。
根据通信协议所定义的同步方式,数据传输可分为异步传输 (Asynchronous Transmission)和同步传输(Synchronous Transmission)两大类。
1.异步传输通常,异步传输是以字符为传输单位,每个字符都要附加 1 位起始位和 1 位停止位,以标记一个字符的开始和结束,并以此实现数据传输同步。
所谓异步传输是指字符与字符(一个字符结束到下一个字符开始)之间的时间间隔是可变的,并不需要严格地限制它们的时间关系。
起始位对应于二进制值 0,以低电平表示,占用 1 位宽度。
停止位对应于二进制值 1,以高电平表示,占用 1~2 位宽度。
一个字符占用 5~8位,具体取决于数据所采用的字符集。
例如,电报码字符为 5 位、ASCII码字符为 7 位、汉字码则为8 位。
此外,还要附加 1 位奇偶校验位,可以选择奇校验或偶校验方式对该字符实施简单的差错控制。
发送端与接收端除了采用相同的数据格式(字符的位数、停止位的位数、有无校验位及校验方式等)外,还应当采用相同的传输速率。
典型的速率有:9 600 b/s、19.2kb/s、56kb/s等。
异步传输又称为起止式异步通信方式,其优点是简单、可靠,适用于面向字符的、低速的异步通信场合。
例如,计算机与Modem之间的通信就是采用这种方式。
它的缺点是通信开销大,每传输一个字符都要额外附加2~3 位,通信效率比较低。
例如,在使用Modem上网时,普遍感觉速度很慢,除了传输速率低之外,与通信开销大、通信效率低也密切相关。
2. 同步传输通常,同步传输是以数据块为传输单位。
每个数据块的头部和尾部都要附加一个特殊的字符或比特序列,标记一个数据块的开始和结束,一般还要附加一个校验序列(如16位或32 位CRC校验码),以便对数据块进行差错控制。
通信同步方式在数字数据通信中,发送端和接收端之间必须在时间上保持同步,接收端只有知道数据流中各个位的开始时间和结束时间,才能保证数据接收的正确性和可靠性。
为此,通信双方必须在通信协议中定义通信同步方式,并按照规定的同步方式进行数据传输。
根据通信协议所定义的同步方式,数据传输可分为异步传输 (Asynchronous Transmission)和同步传输(Synchronous Transmission)两大类。
1.异步传输通常,异步传输是以字符为传输单位,每个字符都要附加 1 位起始位和 1 位停止位,以标记一个字符的开始和结束,并以此实现数据传输同步。
所谓异步传输是指字符与字符(一个字符结束到下一个字符开始)之间的时间间隔是可变的,并不需要严格地限制它们的时间关系。
起始位对应于二进制值 0,以低电平表示,占用 1 位宽度。
停止位对应于二进制值 1,以高电平表示,占用 1~2 位宽度。
一个字符占用 5~8位,具体取决于数据所采用的字符集。
例如,电报码字符为 5 位、ASCII码字符为 7 位、汉字码则为8 位。
此外,还要附加 1 位奇偶校验位,可以选择奇校验或偶校验方式对该字符实施简单的差错控制。
发送端与接收端除了采用相同的数据格式(字符的位数、停止位的位数、有无校验位及校验方式等)外,还应当采用相同的传输速率。
典型的速率有:9 600 b/s、19.2kb/s、56kb/s等。
异步传输又称为起止式异步通信方式,其优点是简单、可靠,适用于面向字符的、低速的异步通信场合。
例如,计算机与Modem之间的通信就是采用这种方式。
它的缺点是通信开销大,每传输一个字符都要额外附加2~3 位,通信效率比较低。
例如,在使用Modem上网时,普遍感觉速度很慢,除了传输速率低之外,与通信开销大、通信效率低也密切相关。
2. 同步传输通常,同步传输是以数据块为传输单位。
每个数据块的头部和尾部都要附加一个特殊的字符或比特序列,标记一个数据块的开始和结束,一般还要附加一个校验序列(如16位或32 位CRC校验码),以便对数据块进行差错控制。
同步传输异步传输面向比特面向字符面向字节集团标准化办公室:[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]同步通信和异步通信一、同步通信和异步通信串行通信可以分为两种类型,一种叫同步通信,另一种叫异步通信。
同步通信方式,是把许多字符组成一个信息组,这样,字符可以一个接一个地传输,但是,在每组信息(通常称为信息帧)的开始要加上同步字符,在没有信息要传输时,要填上空字符,因为同步传输不允许有间隙。
同步方式下,发送方除了发送数据,还要传输同步时钟信号,信息传输的双方用同一个时钟信号确定传输过程中每1位的位置。
见右图所示。
图同步通信示意图在异步通信方式中,两个数据字符之间的传输间隔是任意的,所以,每个数据字符的前后都要用一些数位来作为分隔位。
从图中可以看到,按标准的异步通信数据格式(叫做异步通信帧格式),1个字符在传输时,除了传输实际数据字符信息外,还要传输几个外加数位。
具体说,在1个字符开始传输前,输出线必须在逻辑上处于“1”状态,这称为标识态。
传输一开始,输出线由标识态变为“0”状态,从而作为起始位。
起始位后面为 5~8个信息位,信息位由低往高排列,即先传字符的低位,后传字符的高位。
信息位后面为校验位,校验位可以按奇校验设置,也可以按偶校验设置,或不设校验位。
最后是逻辑的“1”作为停止位,停止位可为1位、位或者2位。
如果传输完1个字符以后,立即传输下一个字符,那么,后一个字符的起始位便紧挨着前一个字符的停止位了,否则,输出线又会进入标识态。
在异步通信方式中,发送和接收的双方必须约定相同的帧格式,否则会造成传输错误。
在异步通信方式中,发送方只发送数据帧,不传输时钟,发送和接收双方必须约定相同的传输率。
当然双方实际工作速率不可能绝对相等,但是只要误差不超过一定的限度,就不会造成传输出错。
图是异步通信时的标准数据格式。
图异步通信示意图比较起来,在传输率相同时,同步通信方式下的信息有效率要比异步方式下的高,因为同步方式下的非数据信息比例比较小。
2.1数据传输方式一、通信方式1、分类分类依据:按照数据传输的方向性单工半双工全双工数据单向传输数据可以双向交替传输数据可以双向同时传输2、单工☐两个通信终端间的信号传输只能在一个方向传输,即一方仅为发送端,另一方仅为接收端☐举例:广播、电视就是单工传输的代表,收音机、电视机只能接收信号,而不能向电台、电视台发送信号发送器接收器A 站B 站3、半双工☐两个通信终端可以互传数据信息,都可以发送或接收数据,但不能同时发送和接收,而只能在同一时间一方发送,另一方接收☐举例:对讲机就是半双工的代表。
半双工通信也广泛用于交易方面的通信场合,如信用卡确认及自动提款机(ATM )网络发送器/接收器发送器/接收器不可同时A 站B 站4、全双工☐两个通信终端可以在两个方向上同时进行数据的收发传输☐全双工可以是二线全双工,也可以是四线全双工☐举例:普通电话、计算机通信发送器/接收器发送器/接收器A 站B 站可同时2.1数据传输方式二、串行传输与并行传输1、分类☐信息在信道上传输的方式有两种:串行传输和并行传输☐传输方式不同,单位时间内传输的数据量也不同串行传输将数据编码按位或按码元依次在一条信道上传输A并行传输将数据符号编码后,在两条以上的并行信道上同时传输B2、串行传输☐串行传输方式中只使用一个传输信道,数据字节一位一位逐个传送☐应用:通信网和计算机网络中的数据传输都是以串行方式进行的☐优点:只需要一些简单的设备,节省信道(线路),有利于远程传输☐缺点:速度较低接收设备发送设备8位顺次传送D0D72、并行传输☐数据的每一位占用一条信道,数据各位在多条并行的信道上同时传送☐优点:传输速率快,缺点:硬件成本高☐通常在设备内部一般采用并行传输,在线路上使用串行传输接收设备发送设备询问应答101011008位同时传送2.1数据传输方式三、同步传输与异步传输1、定时☐在数据发送方发出数据后,接收方都必须正确地区分出每一个代码☐必要性:若传输信号经过精确的定时,数据传输率将大大提高并行传输增加一条控制线,由数据发送方控制此信号线,通过信号电平的变化来通知接收方接收数据是否有效串行传输:通常不设立专门的信号线进行收发双方的数据同步,而采用异步传输方式和同步传输方式2、异步传输☐实现方法:在每个字符的头、尾各附加一个比特位起始位和终止位,用来指示一个字符的开始和结束起始位数据位停止位字符间隔不固定1个字符时间逻辑“0”逻辑“1”☐优点:实现较为简单;缺点:传输效率低;适用:低速数据传输2、同步传输☐实现方法:发送方以固定的时钟节拍发送数据信号,收方以与发端相同的时钟节拍接收数据,时钟信号与传输位严格对应,以达到位同步☐优点:传输速率和效率高;缺点:实现复杂;适用:高速数据传输发送站 同步信号数据接收的同步信号锁定后的同步信号接收站接收站收到的数据数据。
同步异步总线的差异一、引言在计算机科学和电子工程领域,总线(Bus)是一个重要的概念,它用于连接和传输数据、地址和控制信号。
根据传输方式,总线可以分为同步(Synchronous)和异步(Asynchronous)两种类型。
这两种类型的总线在数据传输方式、时钟使用、数据传输速度和通信协议等方面存在显著差异。
本文将深入探讨同步总线与异步总线的差异,以便更好地理解它们在各种应用场景中的优缺点。
二、同步总线与异步总线概述1.同步总线(Synchronous Bus):同步总线是一种时钟驱动的通信方式,数据传输在时钟信号的控制下进行。
在同步总线中,所有设备都以相同的时钟频率工作,并按照预定的时序进行数据传输。
2.异步总线(Asynchronous Bus):异步总线是一种无时钟信号的通信方式,数据传输由发送端和接收端的握手信号控制。
在异步总线中,设备之间的数据传输速率可能不一致,因此需要使用开始和结束标志来标识数据包的开始和结束。
三、数据传输方式1.同步总线:在同步总线中,数据传输是在时钟信号的控制下进行的。
所有设备在同一时钟周期内进行数据传输,因此数据的传输速率由时钟频率决定。
2.异步总线:异步总线的数据传输不受时钟信号控制,而是由发送端和接收端的握手信号控制。
数据传输的开始和结束由特殊的开始和结束标志标识。
四、时钟使用1.同步总线:同步总线使用一个全局的时钟信号来同步所有设备的数据传输。
这种时钟信号可以由石英晶体振荡器产生,以确保高精度的时钟频率。
2.异步总线:异步总线不使用全局的时钟信号,而是通过发送端和接收端的握手信号来控制数据传输。
这种方式的优点是不需要高精度的全局时钟,适用于设备间时钟偏差较大的情况。
五、数据传输速度1.同步总线:由于同步总线使用全局的时钟信号来控制数据传输,因此其数据传输速度主要由时钟频率决定。
在高精度的全局时钟下,同步总线的数据传输速度通常较高。
2.异步总线:由于异步总线不使用时钟信号,其数据传输速度不受时钟频率的限制。
同步传输和异步传输概念
同步传输和异步传输是指在数据通信中,发送端和接收端之间的数据传输方式。
同步传输是指在数据传输过程中,发送端和接收端的数据传输是同步进行的。
发送端和接收端在传输数据之前必须达成一致,在传输数据过程中,接收端会不断向发送端发出请求,发送端需要根据接收到的请求来进行数据传输。
同步传输需要发送端和接收端保持同步的速度和时间,确保数据以恰当的速度传输并被准确接收。
这种传输方式通常用于实时通信或需要确保数据的准确性和完整性的场景,但具有较高的复杂性和延迟。
异步传输是指在数据传输过程中,发送端和接收端的数据传输是异步进行的。
发送端和接收端之间并不需要保持同步,在数据传输过程中,发送端将数据传输给接收端后,便可以继续进行其他操作,而无需等待接收端的响应。
接收端在接收到数据后会进行处理,并不需要立即向发送端发出请求。
这种传输方式通常用于批处理或不需要即时响应的场景,具有较低的复杂性和延迟,但需要确保数据的一致性和可靠性。
同步通信与异步通信区别LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】同步通信与异步通信区别1.异步通信方式的特点:异步通信是按字符传输的。
每传输一个字符就用起始位来进来收、发双方的同步。
不会因收发双方的时钟频率的小的偏差导致错误。
这种传输方式利用每一帧的起、止信号来建立发送与接收之间的同步。
特点是:每帧内部各位均采用固定的时间间隔,而帧与帧之间的间隔时随即的。
接收机完全靠每一帧的起始位和停止位来识别字符时正在进行传输还是传输结束。
2.同步通信方式的特点:进行数据传输时,发送和接收双方要保持完全的同步,因此,要求接收和发送设备必须使用同一时钟。
优点是可以实现高速度、大容量的数据传送;缺点是要求发生时钟和接收时钟保持严格同步,同时硬件复杂。
可以这样说,不管是异步通信还是同步通信都需要进行同步,只是异步通信通过传送字符内的起始位来进行同步,而同步通信采用共用外部时钟来进行同步。
所以,可以说前者是自同步,后者是外同步。
----------------------------同步通信原理同步通信是一种连续串行传送数据的通信方式,一次通信只传送一帧信息。
这里的信息帧与异步通信中的字符帧不同,通常含有若干个数据字符。
采用同步通信时,将许多字符组成一个信息组,这样,字符可以一个接一个地传输,但是,在每组信息(通常称为帧)的开始要加上同步字符,在没有信息要传输时,要填上空字符,因为同步传输不允许有间隙。
在同步传输过程中,一个字符可以对应5~8位。
当然,对同一个传输过程,所有字符对应同样的数位,比如说n位。
这样,传输时,按每n位划分为一个时间片,发送端在一个时间片中发送一个字符,接收端则在一个时间片中接收一个字符。
同步传输时,一个信息帧中包含许多字符,每个信息帧用同步字符作为开始,一般将同步字符和空字符用同一个代码。
在整个系统中,由一个统一的时钟控制发送端的发送和空字符用同一个代码。
数字信号的基本传输方式
数字信号的基本传输方式有三种:
1. 同步传输:传输的是同步的数据,通过在两端维护一致的时钟信号,逐位发送数据。
2. 异步传输:传输的是异步的数据,每个数据的开始和结束都有特定的标志,数据的发送不依赖于时钟,而是依靠特定的标记位,来代替时钟节拍,异步传输是现在网络中最常用的传输方式。
3. 扩频传输:又称散裂传输,是把数据按一定的比特数拆分,然后通过扩展波形的方法(即多色码)进行传输,传输的数据既可以是同步的也可以是异步的,最大的优点是可以达到很高的传输速率;最大的缺点是抗干扰能力较弱。
数据同步传输和异步传输数据传同步式中包括同步传输和异步传输。
二者的区别在与发送方和接收方是否按照同一个时钟序列进行工作。
同步传输以数据块为单位进行数据传输,数据块与数据块之间的时间间隔是固定的,每个数据块带有时序信息,接收方可以用时序信息进行校验。
异步传输一般以字符为单位,接收方通过字符起始和停止码确定接收信息,不需要与发送方按照同一时序工作。
同步传输是一种以数据块为传输单位的数据传输方式,该方式下数据块与数据块之间的时间间隔是固定的,必须严格地规定它们的时间关系。
每个数据块的头部和尾部都要附加一个特殊的字符或比特序列,标记一个数据块的开始和结束,一般还要附加一个校验序列,以便对数据块进行差错控制。
同步传输是以同步的时钟节拍来发送数据信号的,因此在一个串行的数据流中,各信号码元之间的相对位置都是固定的(即同步的)。
在同步传输的模式下,数据的传送是以一个数据区块为单位,因此同步传输又称为区块传输。
在传送数据时,需先送出2个同步字符,然后再送出整批的数据。
同步传输的比特分组要大得多。
它不是独立地发送每个字符,每个字符都有自己的开始位和停止位,而是把它们组合起来一起发送。
我们将这些组合称为数据帧,或简称为帧。
数据帧的第一部分包含一组同步字符,它是一个独特的比特组合,类似于前面提到的起始位,用于通知接收方一个帧已经到达,但它同时还能确保接收方的采样速度和比特的到达速度保持一致,使收发双方进入同步。
帧的最后一部分是一个帧结束标记。
与同步字符一样,它也是一个独特的比特串,类似于前面提到的停止位,用于表示在下一帧开始之前没有别的即将到达的数据了。
同步传输对收发两端对时间的精确度要求高。
“同步通信”的通信双方必须先建立同步,即双方的时钟要调整到同一个频率。
收发双方不停地发送和接收连续的同步比特流。
但这时还有两种不同的同步方式。
一种是使用全网同步,用一个非常精确的主时钟对全网所有结点上的时钟进行同步。
另一种是使用准同步,各结点的时钟之间允许有微小的误差,然后采用其他措施实现同步传输。
同步和异步是两种数据传输方式,而清零和置数是两种对寄存器或存储器的操作方式。
下面我会详细解释这四个概念:
同步(Synchronous):
在同步数据传输中,数据是根据一个共享的时钟信号来传输的。
时钟信号会控制数据的传输开始和结束,确保数据的正确性。
同步传输通常用于微处理器、微控制器和其他数字系统,因为它们需要一个可靠的时钟信号来协调操作。
异步(Asynchronous):
在异步数据传输中,数据是根据控制信号(如开始和结束信号)来传输的,而不是共享的时钟信号。
异步传输不需要一个精确的时钟信号,因此它比同步传输更简单,但也可能更容易出错。
异步传输通常用于简单的数字逻辑或通信协议,如串行通信。
清零(Reset):
清零是将寄存器或存储器的值设置为0的操作。
当需要将寄存器或存储器重置到初始状态时,可以使用清零操
作。
清零操作通常由硬件或软件控制,用于初始化或恢复寄存器或存储器的状态。
置数(Load):
置数是将一个值写入寄存器或存储器的操作。
当需要将一个特定的值存储在寄存器或存储器中时,可以使用置数操作。
置数操作通常由硬件或软件控制,用于将数据存储在寄存器或存储器中。
这四个概念在数字系统和计算机架构中非常重要,它们是实现可靠、高效的数据传输和控制的关键部分。
图5.2同步通信示意图在异步通信方式中,两个数据字符之间的传输间隔是任意的,所以,每个数据字符的前后都要用一些数位来作为分隔位。
从图5.2中可以看到,按标准的异步通信数据格式(叫做异步通信帧格式),1个字符在传输时,除了传输实际数据字符信息外,还要传输几个外加数位。
具体说,在1个字符开始传输前,输出线必须在逻辑上处于“1”状态,这称为标识态。
传输一开始,输出线由标识态变为“0”状态,从而作为起始位。
起始位后面为5~8个信息位,信息位由低往高排列,即先传字符的低位,后传字符的高位。
信息位后面为校验位,校验位可以按奇校验设置,也可以按偶校验设置,或不设校验位。
最后是逻辑的“1”作为停止位,停止位可为1位、1.5位或者2位。
如果传输完1个字符以后,立即传输下一个字符,那么,后一个字符的起始位便紧挨着前一个字符的停止位了,否则,输出线又会进入标识态。
在异步通信方式中,发送和接收的双方必须约定相同的帧格式,否则会造成传输错误。
在异步通信方式中,发送方只发送数据帧,不传输时钟,发送和接收双方必须约定相同的传输率。
当然双方实际工作速率不可能绝对相等,但是只要误差不超过一定的限度,就不会造成传输出错。
图5.3是异步通信时的标准数据格式。
图5.3异步通信示意图比较起来,在传输率相同时,同步通信方式下的信息有效率要比异步方式下的高,因为同步方式下的非数据信息比例比较小。
二、传输率所谓传输率就是指每秒传输多少位,传输率也常叫波特率(bitrate)。
(所以同步还是异步通信都会有波特率的存在)在计算机中,每秒传输多少位和波特率的含义是完全一致的,但是,在最初的定义上,每秒传输多少位和波特率是不同的,前者是指每秒钟传输的数位是多少,而波特率是指每秒钟传输的离散信号的数目。
所谓离散信号,就是指不均匀的、不连续的也不相关的信号。
在计算机里,只允许高电平和低电平两种离散信号,它们分别表示l和0,于是,造成了波特率与每秒传输数位这两者的吻合。
数据同步传输和异步传输数据传同步式中包括同步传输和异步传输。
二者的区别在与发送方和接收方是否按照同一个时钟序列进行工作。
同步传输以数据块为单位进行数据传输,数据块与数据块之间的时间间隔是固定的,每个数据块带有时序信息,接收方可以用时序信息进行校验。
异步传输一般以字符为单位,接收方通过字符起始和停止码确定接收信息,不需要与发送方按照同一时序工作。
同步传输是一种以数据块为传输单位的数据传输方式,该方式下数据块与数据块之间的时间间隔是固定的,必须严格地规定它们的时间关系。
每个数据块的头部和尾部都要附加一个特殊的字符或比特序列,标记一个数据块的开始和结束,一般还要附加一个校验序列,以便对数据块进行差错控制。
同步传输是以同步的时钟节拍来发送数据信号的,因此在一个串行的数据流中,各信号码元之间的相对位置都是固定的(即同步的)。
在同步传输的模式下,数据的传送是以一个数据区块为单位,因此同步传输又称为区块传输。
在传送数据时,需先送出2个同步字符,然后再送出整批的数据。
同步传输的比特分组要大得多。
它不是独立地发送每个字符,每个字符都有自己的开始位和停止位,而是把它们组合起来一起发送。
我们将这些组合称为数据帧,或简称为帧。
数据帧的第一部分包含一组同步字符,它是一个独特的比特组合,类似于前面提到的起始位,用于通知接收方一个帧已经到达,但它同时还能确保接收方的采样速度和比特的到达速度保持一致,使收发双方进入同步。
帧的最后一部分是一个帧结束标记。
与同步字符一样,它也是一个独特的比特串,类似于前面提到的停止位,用于表示在下一帧开始之前没有别的即将到达的数据了。
同步传输对收发两端对时间的精确度要求高。
“同步通信”的通信双方必须先建立同步,即双方的时钟要调整到同一个频率。
收发双方不停地发送和接收连续的同步比特流。
但这时还有两种不同的同步方式。
一种是使用全网同步,用一个非常精确的主时钟对全网所有结点上的时钟进行同步。
另一种是使用准同步,各结点的时钟之间允许有微小的误差,然后采用其他措施实现同步传输。
同步传输通常要比异步传输快速得多。
接收方不必对每个字符进行开始和停止的操作。
一旦检测到帧同步字符,它就在接下来的数据到达时接收它们。
另外,同步传输的开销也比较少。
例如,一个典型的帧可能有500字节(即4000比特)的数据,其中可能只包含100比特的开销。
这时,增加的比特位使传输的比特总数增加 2.5%,这与异步传输中25 %的增值要小得多。
随着数据帧中实际数据比特位的增加,开销比特所占的百分比将相应地减少。
但是,数据比特位越长,缓存数据所需要的缓冲区也越大,这就限制了一个帧的大小。
另外,帧越大,它占据传输媒体的连续时间也越长。
在极端的情况下,这将导致其他用户等得太久。
综上,介绍了同步传输,同步传输是以同步的时钟节拍来发送数据信号的,因此在一个串行的数据流中,各信号码元之间的相对位置都是固定的(即同步的)。
同步传输通常要比异步传输快速得多。
异步传输将比特分成小组进行传送,小组可以是8位的1个字符或更长。
发送方可以在任何时刻发送这些比特组,而接收方从不知道它们会在什么时候到达。
一个常见的例子是计算机键盘与主机的通信。
按下一个字母键、数字键或特殊字符键,就发送一个8比特位的ASCII代码。
键盘可以在任何时刻发送代码,这取决于用户的输入速度,内部的硬件必须能够在任何时刻接收一个键入的字符。
异步传输是数据传输的一种方式。
由于数据一般是一位接一位串行传输的,例如在传送一串字符信息时,每个字符代码由7位二进制位组成。
但在一串二进制位中,每个7位又从哪一个二进制位开始算起呢?异步传输时,在传送每个数据字符之前,先发送一个叫做开始位的二进制位。
当接收端收到这一信号时,就知道相继送来7位二进制位是一个字符数据。
在这以后,接着再给出1位或2位二进制位,称做结束位。
接收端收到结束位后,表示一个数据字符传送结束。
这样,在异步传输时,每个字符是分别同步的,即字符中的每个二进制位是同步的,但字符与字符之间的间隙长度是不固定的。
异步传输一般以字符为单位,不论所采用的字符代码长度为多少位,在发送每一字符代码时,前面均加上一个“起”信号,其长度规定为1个码元,极性为“0”,即空号的极性;字符代码后面均加上一个“止”信号,其长度为1或者2个码元,极性皆为“1”,即与信号极性相同,加上起、止信号的作用就是为了能区分串行传输的“字符”,也就是实现了串行传输收、发双方码组或字符的同步。
使用异步串口传送一个字符的信息时,对数据格式有如下约定:规定有空闲位、起始位、数据位、奇偶校验位、停止位。
其中各位的意义如下:起始位:先发出一个逻辑”0”信号,表示传输字符的开始。
数据位:紧接着起始位之后。
资料位的个数可以是4、5、6、7、8等,构成一个字符。
通常采用ASCⅡ码。
从最低位开始传送,靠时钟定位。
奇偶校验位:资料位加上这一位后,使得“1”的位数应为偶数(偶校验)或奇数(奇校验),以此来校验资料传送的正确性。
停止位:它是一个字符数据的结束标志。
可以是1位、1.5位、2位的高电平。
空闲位:处于逻辑“1”状态,表示当前线路上没有资料传送。
波特率:是衡量数据传送速率的指针。
表示每秒钟传送的二进制位数。
例如资料传送速率为120字符/秒,而每一个字符为10位,则其传送的波特率为10×120=1200位/秒=1200波特。
注:异步通信是按字符传输的,接收设备在收到起始信号之后只要在一个字符的传输时间内能和发送设备保持同步就能正确接收。
下一个字符起始位的到来又使同步重新校准(依靠检测起始位来实现发送与接收方的时钟自同步的)。
异步传输存在一个潜在的问题,即接收方并不知道数据会在什么时候到达。
在它检测到数据并做出响应之前,第一个比特已经过去了。
这就像有人出乎意料地从后面走上来跟你说话,而你没来得及反应过来,漏掉了最前面的几个词。
因此,每次异步传输的信息都以一个起始位开头,它通知接收方数据已经到达了,这就给了接收方响应、接收和缓存数据比特的时间;在传输结束时,一个停止位表示该次传输信息的终止。
按照惯例,空闲(没有传送数据)的线路实际携带着一个代表二进制1的信号,异步传输的开始位使信号变成0,其他的比特位使信号随传输的数据信息而变化。
最后,停止位使信号重新变回1,该信号一直保持到下一个开始位到达。
例如在键盘上数字“1”,按照8比特位的扩展ASCⅡ编码,将发送“00110001”,同时需要在8比特位的前面加一个起始位,后面一个停止位。
异步传输的实现比较容易,由于每个信息都加上了“同步”信息,因此计时的漂移不会产生大的积累,但却产生了较多的开销。
在上面的例子,每8个比特要多传送两个比特,总的传输负载就增加25%。
对于数据传输量很小的低速设备来说问题不大,但对于那些数据传输量很大的高速设备来说,25%的负载增值就相当严重了。
因此,异步传输常用于低速设备。
同步传输方式中发送方和接收方的时钟是统一的、字符与字符间的传输是同步无间隔的。
异步传输方式并不要求发送方和接收方的时钟完全一样,字符与字符间的传输是异步的。
区别点1,异步传输是面向字符的传输,而同步传输是面向比特的传输。
2,异步传输的单位是字符而同步传输的单位是帧。
3,异步传输通过字符起始和停止码抓住再同步的机会,而同步传输则是在数据中抽取同步信息。
4,异步传输对时序的要求较低,同步传输往往通过特定的时钟线路协调时序。
5,异步传输相对于同步传输效率较低。
简单形容同步传输就是,数据没有被对方确认收到则调用传输的函数就不返回。
接收时,如果对方没有发送数据,则你的线程就一直等待,直到有数据了才返回,可以继续执行其他指令异步传输就是,你调用一个函数发送数据,马上返回,你可以继续处理其他事,接收时,对方的有数据来,你会接收到一个消息,或者你的相关接收函数会被调用。
形象形容异步传输: 你传输吧,我去做我的事了,传输完了告诉我一声同步传输:你现在传输,我要亲眼看你传输完成,才去做别的事所有传输介质都易受干扰和由介质本身引进的问题的影响,如电阻和信号衰减。
外来干扰可以由背景噪声、大气辐射、机器甚至故障设备引起。
受干扰影响的比特数随传输速率的增力而增加,因为在干扰的时帧中涉及到更多的比特。
要更正这些问题,需使用检错与纠错方法。
在奇偶校验时,各组中1的数目必须总是相同(无论奇或偶),以表示一组比特正确无误地传输。
逐个字符的检查叫做VRC (垂直冗余校验)。
逐块检查叫做LRC(纵向冗余校验)。
在传输开始之前,两个系统的奇偶校验方法必须达成一致。
有偶校验(1的数目必须为偶数)、奇校验(1的数目必须为奇数)、空号奇偶校验(校验位始终为0)和传号奇偶校验(校验位始终为1)。
异步通信指两个互不同步的设备通过计时机制或其他技术进行数据传输。
异步通信中两个字符之间的时间间隔是不固定的,而在一个字符内各位的时间间隔是固定的。
基本上,发送方可以随时传输数据,而接收方必须在信息到达时准备好接收。
相反,同步传输是一个精确同步的位流,其中字符的起始是由计时机制来定位的。
在大量使用异步与同步传输的大型机/终端环境中,异步传输用于传输来自用户周期性按键的终端的字符。
接收系统知道等待下一次按键,即使这会花费较多的时间。
相反,同步传输用作定期传输大量信息的大型系统之间的数据链路。
协议为在公用电话系统上利用慢速链路而进行了优化,因此无关位将从传输中删除,并且时钟用于隔开字符。
在异步通信中,字符作为比特串编码,由起始位(start bit)、数据位(data bit)、奇偶校验位(parity)和停止位(stop bit)组成。
这种用起始位开始,停止位结束所构成的一串信息称为帧(frame)。
校验比特有时用于检错和纠错。
传输的“起始一停止”模式意味着对于每个新字符,传输都重新从头开始,而消除在上次传输过程中可能出现的任意计时差异。
当差异确实出现时,检错和纠错机制能够请求重传。
在传送一个字符时,由一位低电平的起始位开始,接着传送数据位,数据位的位数为5~8。
在传输时,按低位在前,高位在后的顺序传送。
奇偶校验位用于检验数据传送的正确性,也可以没有,可由程序来指定。
最后传送的是高电平的停止位,停止位可以是1位、1.5位或2位。
停止位结束到下一个字符的起始位之间的空闲位要由高电平2来填充(只要不发送下一个字符,线路上就始终为空闲位)。
异步通信中典型的帧格式是:1位起始位,7位(或8位)数据位,1位奇偶校验位,2位停止位。
在异步通信中,每接收一个字符,接收方都要重新与发送方同步一次,所以接收端的同步时钟信号并不需要严格地与发送方同步,只要它们在一个字符的传输时间范围内能保持同步即可,这意味着对时钟信号漂移的要求要比同步信号低得多,硬件成本也要低的多,但是异步传送一个字符,要增加大约20%的附加信息位,所以传送效率比较低。