通信

Communication
通信的目的：将一个设备的数据传送到另一个设备，扩展硬件系统。
在计算机系统中，主机与外设之间及主机系统与主机系统之间的数据交换。

在计算机系统中实现不同组件、进程或设备之间的信息和数据传递。通过通信，各个实体可以共享信息、协调行动并实现协同工作。在计算机领域，通信是构建分布式系统、网络和协议的基础。

• Communication Protocols 通信协议定义了数据的格式、传输方式、错误检测和纠正等规则，以确保可靠的数据传输。
• Communication Methods 通信方式涉及了不同的通信介质和技术，包括网络通信和进程间通信（IPC）。

基于TCP/UDP的网络通信方式通过计算机网络进行信息交换。其中，TCP（传输控制协议）提供可靠的、面向连接的通信，而UDP（用户数据报协议）则是无连接的通信方式。

基于共享内存的IPC方式通过共享内存区域在同一计算机系统内的不同进程之间进行通信。

通信协议
信号
噪声

基本概念

数据通信模型：源系统、传输系统、目的系统

1. 发送者（信源）：产生和发送信息的个体或设备
2. 接收者（信宿）：接收和理解信息的个体或设备
3. 信息：在发送者和接收者之间传递的消息或数据
4. 信道：信息从发送者到接收者的传输路径，可以是物理介质（如电缆、光纤）或无线介质（如无线电波）
   通信的目的是传送消息

通信的方式

串行通信: Serial Communication
并行通信: Parallel Communication
随着技术的发展，串行通信因其灵活性和成本效益，在许多应用中逐渐取代了传统的并行通信方式。

• 单工：
  数据只能从一个设备到另一个设备
• 双工
  全双工：通信双方可以同时进行双向通信
  半双工：双向通信

时钟特性
需要时钟信号来发送和采集信息

• 同步时序
  有单独的时钟线，接收方可以在时钟信号的指引下进行采样
  多一个时钟线
  对时间要求不严格，不依赖硬件电路
• 异步时序
  无时钟线，通信双方需要约定采样频率，增加帧头帧尾、进行采样位置的对齐
  省一个时钟线
  对时间要求严格，对硬件电路的依赖比较严重

电平特性

• 单端信号的通信双方必须共地
• 差分信号是根据电压差来进行通信，无需共地
  使用差分信号可以极大提高抗干扰特性
  传输速度快、距离远，性能好
  电平标准是数据 1 和数据 0 的表达方式，是传输线缆中人为规定的电压与数据的对应关系

设备特性

• 点对点通信
  仅有两个设备，直接进行数据传输即可
• 多设备通信
  需要寻址来确定通信的对象