Скорость передачи данных

Скорость передачи данных от одного элемента компьютера к другому измеряется в битах в секунду (бит/с) (bits per second = bps). Обычно используются Кбит/с (килобит в секунду, равный 1000 бит/с), Мбит/с (мегабит в секунду, равный миллиону бит/с) и Гбит/с (гигабит в секунду, равный миллиарду бит/с). Максимальная скорость передачи данных зависит от типа линии связи и способа передачи. Максимальная скорость часто ошибочно отождествляется с шириной полосы пропускания линии связи. То есть полагается, что линия связи, имеющая большую ширину полосы пропускания, может осуществлять передачу битов на большей скорости. К сожалению, в данном случае имеет место неточное употребление термина, поскольку «высокая скорость передачи» может означать разные скорости в разных установках.

Существует два основных способа передачи данных: параллельный и последовательный. Этими терминами обозначают способ передачи битов относительно друг друга. В случае параллельной связи (parallel communication) несколько битов передаются одновременно, каждый по отдельному проводнику (линии). Такая техника позволяет быстро передавать данные, но требует достаточно сложной линии связи. В качестве примера можно привести внутреннюю шину компьютера и большинство каналов связи между компьютером и периферийными устройствами, такими как запоминающие устройства и принтеры. В этих случаях скорость передачи данных измеряется в Мбит/с и выше.

Напротив, при последовательной связи (serial communication) за один раз передается только один бит. Такая техника передачи данных медленнее, но для нее требуется более простой канал связи, поскольку все биты передаются по одной линии, один за другим. Последовательная связь обычно используется для передачи информации между компьютерами, где более простой канал связи является более экономным.

Например, существующие телефонные линии являются системами последовательной связи, так как они передают тоны один за другим. В процессе связи между компьютерами по этим линиям последовательности битов сначала с помощью модема (сокращение от «модулятор-демодулятор») преобразуются в слышимые звуки, затем эти звуки последовательно передаются по телефонной сети и снова трансформируются в цепочки битов модемом, находящимся в месте назначения.

В действительности, представление цепочек битов тонами разных частот (называемое частотной модуляцией) используется только для низкоскоростной связи не более 1200 бит/с. Для достижения скорости в 2400 бит/с, 9600 бит/с и выше модем сочетает изменения по частоте тонов, амплитуде (громкости) и фазе (углу задержки круговой циклограммы передачи тона). Для получения еще более высоких скоростей передачи данных применяют методы сжатия данных, при этом скорость передачи достигает 57,6 Кбит/с.

Эти скорости передачи данных, по-видимому, являются пределом для современных телефонных линий с частотным диапазоном 3 Гц. Однако они не удовлетворяют современным запросам. Передача графических изображений со скоростью 57,6 Кбит/с может стать невыносимо долгой, а передавать видеоизображение с такой скоростью вообще неразумно. Поэтому развиваются новые технологии, которые могли бы дать пользователям, использующим телефонные линии, более высокие скорости передачи данных. Одна из таких технологий называется DSL (digital subscriber line — цифровая абонентская линия). Она использует тот факт, что существующие телефонные линии способны пропускать более широкий диапазон частот, чем тот, что применяется для передачи речевых сигналов. Скорость передачи в таких системах обычно составляет около 1,5 Мбит/с, но может достигать 6 Мбит/с в одном направлении, если в это время передача данных в противоположном направлении ограничена. Значение скорости зависит от используемой версии DSL и длины линии до операционного центра телефонной компании, которая обычно не превышает трех миль. В других технологиях, составляющих конкуренцию DLS, применяется кабель, который используется в системах кабельного телевидения, при этом скорость передачи данных достигает 40 Мбит/с. Также применяется оптическое стекловолокно, скорость передачи которого может составлять несколько гигабит в секунду.

Другие архитектуры

Рассмотрим архитектуры ЭВМ, отличающиеся от архитектур, обсуждавшихся в предыдущих разделах.