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知识汇总系列!数据通信基础(2)

知识汇总系列!数据通信基础(2)

(3)信道容量的极限
在任何信道中,码元传输的速率是有上限的,否则就会出现码间串扰问题。码间串扰就是前后码元由于信道中噪声的影响造成前一码元的拖尾过长与后一码元发生混叠,使得在接收端无法识别各个数字信号。
1924年,奈奎斯特(Nyquist)就推导出了著名的奈氏准则。他给出了在假定的理想条件下,为了避免码间串扰,码元传输速率的上限值。
在理想低通信道下的最高码元传输速率的公式:
理想低通信道下的最高码元传输速率=2W Baud
(1)W是理想低通信道的带宽,单位为赫兹;
(2)Baud是波特,即码元传输速率的单位,1波特为每秒传送1个码元。
奈氏准则的另一种表达方法是:每赫兹带宽的理想低通信道的最高码元传输速率是每秒2个码元。若码元的传输速率超过了奈氏准则所给出的数值,则将出现码间串扰,以致于在接收端无法正确判定码元是1还是0。
6.基带与宽带(Baseband and Broadband)
基带是指数字脉冲信号所固有的频带。
宽带源于电话业,以固话工作频率(近似4kHz)为分界,携载信号频率超过固话工作频率的频带称为宽带。
二.时序与频率
1.数字逻辑电路
数字电子电路中传递的是脉冲,这些脉冲是用来表示二进制数码的,例如用高电平表示1,低电平表示0。声音图像文字等信息经过数字化处理后变成了一串串电脉冲,它们被称为数字信号。能处理数字信号的电路就称为数字电路(Digital Circuit)。
因为电路中的1和0还具有逻辑意义,例如逻辑1和逻辑0可以分别表示电路的接通和断开、事件的是和否、逻辑推理的真和假等等。电路的输出和输入之间是一种逻辑关系。这种电路除了能进行二进制算术运算外还能完成逻辑运算和具有逻辑推理能力,所以又把它叫做逻辑电路(Logic Circuit)。
由于数字逻辑电路(Digital Logic Circuit)有易于集成、传输质量高、有运算和逻辑推理能力等优点,因此被广泛用于计算机、自动控制、通信、测量等领域。一般家电产品中,如定时器、告警器、控制器、电子钟表、电子玩具等都要用数字逻辑电路。
2.计算机时序和处理器频率
计算机本质上是一个规模庞大的高集成数字逻辑电路。计算机中一条指令的执行可以分解为若干基本微操作,这些微操作是在计算机提供的时钟脉冲信号作用下,严格按照时间的先后顺序执行的,这些次序就是计算机的时序。时序研究的是指令执行中各个信号的关系。
计算机系统工作需要统一步调,就像人们工作生活一样,参照一定的时间规律作息,计算机中也需要这样的时钟。计算机的石英时钟是由石英晶振与振荡集成电路共同产生时钟振荡,它是计算机的脉搏。这个晶振是32768Hz,即32.768KHz(千赫兹)。我们平时看到的电脑时间,就是由它分频产生的。另外,还有一只晶振为14.318MHz,通过倍频电路倍频后提供CPU外频PCI总线、RAM等工作所需要的频率。
CPU的主频即CPU内核工作的时钟频率(CPU Clock Speed)。通常所说的某某CPU是多少兆赫的,而这个多少兆赫就是“CPU的主频”。很多人认为CPU的主频就是其运行速度,其实不然。CPU的主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度,现在主流CPU主频都在2GHz左右。CPU的主频与其实际的运算能力并没有直接关系。
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