От напряжения к битам: сигнал в проводе
Два уровня напряжения, договорённость о моменте измерения — и вот провод уже может передавать единицы и нули.
В один момент времени провод может иметь только одно напряжение. Этого достаточно, чтобы передать бит: договоримся, что высокое напряжение — это 1, а низкое — это 0. Например, 3,3 вольта — это 1, а 0 вольт — это 0. В самом проводе нет ничего цифрового — просто отправитель и получатель договорились, что означают уровни.
Отправитель должен удерживать каждый уровень достаточно долго, чтобы получатель его заметил. Если напряжение меняется быстрее, чем получатель успевает замерять, биты теряются. Поэтому обе стороны договариваются о скорости: один бит каждые столько-то наносекунд, и получатель смотрит на середину каждого такта, где уровень устойчив.
Частота показывает, сколько раз в секунду повторяется сигнал, и измеряется в герцах. Тактовый сигнал 1 МГц означает миллион тактов в секунду, значит на один бит уходит одна микросекунда. Увеличьте частоту вдвое — и на каждый бит останется вдвое меньше времени: данных больше, но сигналу почти не остаётся времени, чтобы установиться.
Практика
Расставь по порядку этапы передачи одной единицы по проводу.
Подсказки
- Прочитать ничего нельзя, пока напряжение на самом деле не изменилось.
- Низкий участок завершает бит; следующий бит начинается после него.
12 XP
Тактовая частота равна 1 МГц, то есть один бит занимает одну микросекунду. Что произойдёт, если удвоить частоту до 2 МГц?
Подсказки
- Частота показывает, сколько раз напряжение поднимается и опускается каждую секунду.
- Вдвое больше частота — вдвое меньше времени на каждый бит.
13 XP
Сопоставь каждый этап отправки единицы с тем, что на нём происходит.
Подсказки
- Выбирай инструмент по задаче: много битов быстро или немного битов, но очень надёжно.
- Классическая телефонная сеть строилась для голоса, а не для того, чтобы развести провода по всему дому.
13 XP