以太坊计算双线性配对

1. 架构.协议.安全与集成怎么样

基本信息
书名:RFID与传感器网络：架构、协议、安全与集成
原价：138.00元
作者：(挪)张彦,谢志军
出版社：机械工业出版社
译者序
原书前言
第1部分RFID
第1章 RIFID的媒体访问控制协议
1.1概述
1.2 RFID系统MAC协议的预备知识
1.3标签碰撞
1.3.1确定性的防碰撞机制
1.3.2概率性的防碰撞机制
1.3.3讨论
1.4阅读器碰撞
1.5前景展望
参考文献
第2章 RFID的防碰撞算法
2.1概述
2.2 RFID系统的阅读器碰撞问题
2.3阅读器防碰撞协议
2.3.1’FDMA协议
2.3.1.1 DCS算法
2.3.1.2 Colorwave算法
2.3.2 FDMA协议
2.3.2.1 HiQ协议
2.3.2.2 EPCglobal Gen 2协议
2.3.3 CSMA协议
2.4标签防碰撞协议
2.4.1基于ALOHA的协议
2.4.1.1ALOHA协议
2.4.1.2时隙ALOHA协议
2.4.1.3帧时隙ALOHA协议
2.4.1.4 ISO／IEC 18000-6A协议
2.4.2基于树的协议
2.4.2.1查询树协议
2.4.2.2逐位二进制树协议
2.4.2.3 EPCglobal Class 0
2.4.2.4 TSA协议
2.4.2.5 BSQTA和BSCTTA协议
2.4.2.6 AQS协议
2.4.3基于计数器的协议
2.4.3.1 ISO／IEC 18000-6B协议
2.4.3.2.ABS协议
2.5结论
2.5.1阅读器防碰撞协议的总结和新的研究方向
2.5.2标签防碰撞协议的总结与新的研究方向
参考文献
第3章 用于RFID的低功耗转发器
3.1概述
3.2关于最新的RFID实现的调查
3.3 RFID系统需求
3.3.1电磁传播基础和标签能量消耗
3.3.2制造过程
3.3.3空中接口标准
3.4模拟前端和天线设计讨论
3.4.1天线特性
3.4.2射频整流器
3.4.3电压升压器
3.4.4设备安全保护
3.4.5电压校准
3.4.6 ASK解调器
3.4.7时钟发生器
3.4.8反向散射发送器
3.5数字基带处理器
3.5.1低功耗标准单元设计
3.5.2基带处理器创建模块
3.5.2.1：ISO 18000-6B协议实现的方案
3.5.2.2：ISO 18000-6C实现的方案
3.5.3集成感知设备
3.6开放性问题
3.7结论
参考文献
第4章 RFID的EPC Gen-2标准
4.1概述
4.1.1 EPC Gen-2背景
4.1.1.1 Gen-2标准的目标和需求
4.1.1.2 EPC编码系统的目标和需要
4.1.2 Gen-2通常使用的特性的概述
4.2物理层通信特性
4.2.1数据速率
4.2.2调制类型
4.2.3数据编码
4.2.4信息报头
4.2.4.1阅读器向标签的报头
4.2.4.2标签向阅读器的报头
4.3标签的状态机
4.3.1不同标签状态的概述
4.3.1.1准备状态
4.3.1.2仲裁状态
4.3.1.3回复状态
4.3.1.4确认状态
4.3.1.5开放状态
4.3.1.6安全状态
4.3.1.7死亡状态
4.3.2查询过程期间通过有限状态机移动的概述
4.3.3在一个访问命令期间，通过标签状态机移动的概述
4.4标签查询特性
4.4.1查询命令概述
4.4.1.1查询
4.4.1.2查询重复
4.4.1.3查询调节命令
4.4.1.4选择
4.4.2会话的使用
4.4.3选择命令的特性
4.4.4查询命令的特性
4.4.5查询重复命令的特性
4.4.6查询调节命令的特性
4.5标签单一化
4.5.1 EPC Gen-2标签数据编码分类
4.5.2选择单个标签
4.5.3选择一组标签
4.5.4选择全部的标签
4.6权衡
4.6.1查询货盘上包含一种类型产品的标签
4.6.2访问货盘上包含一种类型产品的标签
4.6.3查询货盘上包含一个单一生产商多种类型的产品的标签
4.6.4访问货盘上包含单一生产商多个产品类型的标签
4.6.5查询货盘上包含多个生产商的多个类型产品的标签
4.6.6访问一个货盘包含的多个生产商的多个类型产品的标签
4.7开放问题
4.8结论和未来研究方向
参考文献
第5章 RFID的认证和隐私
5.1概述
5.2重要的RFID认证和隐私协议
5.2.1标签死亡协议
5.2.2密码协议
5.3 RFID隐私保护设备
5.3.1法拉第笼
5.3.2有源干扰设备
5.3.3拦截器标签
5.4基于hash函数的RFID协议
5.4.1 hash锁：原始的基于hash函数的方法
5.4.2基于树的方法
5.4.3 hash树：一种动态的密钥更新方法
5.5其他的RFID认证和隐私保护协议
5.5.1极简的加密
5.5.2 RFID保护：为被动RFID标签设计的认证和隐私保护协议
5.6结。论
参考文献
第6章 RFID的安全问题
6.1概述
6.2基本定义和参考场景
6.3领域的当前状态
6.3.1原始密码问题概述
6.3.2密码协议问题概述
6.3.3 RFID安全的一些重要的密码协议
6.3.4测量密码图协议的轻量级特性
6.4新的非确定性加密图协议
6.4.1第一个非确定性协议
6.4.2第二个非确定性协议
6.4.3非确定性协议的简要分析
6.5 RFlD安全的开放性问题
6.5.1 RFID系统的物理安全
6.5.2原始密码和加密协议
6.5.3后台系统
6.5.4法律问题
6.5.5一般的RFID安全问题
6.6结论
参考文献
第7章 RFID的部署：供应链案例研究
7.1概述
7.2第一阶段：商业环境
7.2.1商业环境：激励环境
7.2.1.1检查决策行为
7.2.1.2工作案例研究：全国性的供应链
7.2.2商业环境：商业案例
7.2.2.1工作案例研究：全国性供应链
7.2.3商业环境：阶段的过渡动机
7.2.3.1工作案例研究：全国性供应链
7.3第二阶段：基础设施环境：制造商到零售商
7.3.1使用案例环境
7.3.1.1使用案例
7.3.1.2现场评估
7.3.1.3使用案例环境：步骤转换动机
7.3.2 RFID设备环境
7.3.2.1标准设备
7.3.2.2阅读器配置
7.3.2.3 RFID设备：步骤转换动机
7.3.3设计环境
7.3.3.1设计
7.3.3.2文档
7.3.3.3设计：步骤转换动机
7.3.4基础设施环境：阶段转换动机
7.3.4.1工作案例研究：全国性的供应链
7.4第三阶段：部署环境：工厂到陈列室
7.4.1原型测试环境
7.4.1.1使用案例
7.4.1.2原型测试环境：步骤转换动机
7.4.2试验环境
7.4.2.1使用案例
7.4.2.2试验环境：步骤转换动机
7.4.3部署环境：阶段转换动机
7.4.3.1工作案例研究：全国性的供应链
7.5结论
参考文献
第2部分WSN
第8章 无线传感器网络中的地理位置路由
8.1介绍
8.2地理位置路由的原理
8.2.1简介
8.2.2地理位置路由操作
8.3地理位置单播路由
8.3.1贪心方案
8.3.2周边方案
8.3.3处理真实情景
8.4地理位置多播路由
8.4.1从单播到多播
8.4.2多播贪心路由
8.4.3多播周边路由
8.5信标减地理位置路由
8.5.1动机
8.5.2非协作方式
8.5.3协作的方式
8.5.4处理空洞
8.5.5处理实际场景
8.6总结和讨论
参考文献
第9章 无线传感器网络中的媒体访问控制协议
9.1简介
9.2无线传感器网络
9.2.1无线传感器网络特性
9.2.2传感器节点的功耗
9.2.3通信模式
9.3无线MAC协议的概念和基本原理
9.3.1无线MAC协议的需求和设计条件
9.3.2无线MAC协议的分类
9.4无线传感器网络的介质访问
9.4.1在无线传感器网络中的能源资源消耗
9.4.2无线传感器MAC设计需求和权衡
9.5无线传感器网络MAC协议的分类
9.5.1非预定的MAC协议
9.5.1.1多通道的MAC协议
9.5.1.2面向应用的MAC协议
9.5.1.3多路径数据传输MAC协议
9.5.1.4基于汇合的MAC协议
9.5.1.5基于前同步码的MAC协议
9.5.2预定的MAC协议
9.5.2.1基于竞争的分时隙MAC协议
9.5.2.2基于时分的MAC协议
9.5.2.3基于预定的MAC协议
9.5.2.4基于优先权的MAC协议
9.5.3混合MAC协议
9.5.3.1基于前置的混合MAC协议
9.5.3.2基于预定的混合协议
9.5.3.3传输敏感协议
9.5.3.4基于簇的MAC协议
9.5.4特定服务质量的MAC协议
9.5.4.1传感器网络的QoS控制
9.5.4.2无线传感器网络协议的一种能量高效的QoS保证MAC协议
9.5.5跨层的MAC协议
9.5.5.1MAC PHY
9.5.5.2 MAC 网络
9.5.5.3网络 PHY
9.5.5.4传输 PHY
9.5.5.5三层解决方案
9.6IEEE802.15.4／ZigBee MAC协议
9.6.1 IEEE 802.15.4／ZigBee协议栈架构
9.6.2 ZigBee网络架构
9.6.3超帧结构
9.6.4数据传输
9.6.5蓝牙
9.7开放的研究方向
9.8结论。
参考文献
第10章 无线传感器网络的定位技术
10.1概述
10.2理论基础
10.2.1距离测量
10.2.2三边测量
10.2.3三角测量
10.2.4网络定位理论：定位和固定理论
10.3基于距离的定位方法
10.3.1单跳锚方法
10.3.2多跳锚方法
10.3.2.1迭代和协作多点监视
10.3.2.2扫描法
10.3.2.3多维排列
10.3.3移动锚应用法
10.3.4无锚节点法
10.4无须测距的定位方法
10.4.1基于跳数的方法
10.4.1.1基于距离向量的定位
10.4.1.2其他改进
10.4.2基于区域的方法
10.5总结
参考文献
第1l章 无线传感器网络中的数据聚合技术
11.1概述
11.2无线传感器网络概述
11.3数据聚合
11.3.1基于树的数据聚合协议
11.3.2基于分簇的数据聚合协议
11.3.3基于多路径的数据聚合协议
11.4安全的数据聚合
11.4.1在普通的数据上的安全数据聚合
11.4.2对加密数据的安全数据聚合
11.5开发性的研究问题和未来研究方向
11.6总结
参考文献
第12章 无线传感器网络中的分簇技术
12.1概述_，
12.1.1无线传感器网络中分簇设计的主要目的和挑战
12.2分簇算法分类
12.2.1分簇参数
12.2.2分类簇集协议
12.3概率分簇方法
12.3.1广泛的概率分簇协议
12.3.1.1低能量的自适应分簇层次
12.3.1.2节能高效的层次分簇
12.3.1.3混合节能高效的分布式簇集
12.3.2扩展和其他类似的方法
12.4非概率的分簇方法
12.4.1邻近节点和基于图的分簇协议
12.4.2基于权的簇协议
12.4.3生物激活分簇方法
12.5反应网络的分簇算法
12.6结论
参考文献
第13章 无线传感器网络中能量有效的感知行为
13.1概述
13.2节能模式回顾
13.2.1硬件能量管理
13.2.1.1动态电压缩放比
13.2.1.2能量资源管理
13.2.2能量有效的无线通信
13.2.2.1基于竞争的MAC
13.2.2.2基于TDMA的MAC
13.2.3能量有效的感知
13.2.3.1自适应的感知负载周期
13.2.3.2协调／合作感知
13.3交替感知模式
13.4性能分析
13.5网络充分覆盖范围
13.5.1理论结果
13.5.2模拟结果
13.6尚未解决的问题和争议
13.7总结和对未来工作的展望
参考文献
第14章 无线传感器网络的移动性
14.1概述
14.2传感器移动性
14.2.1非受控移动性
14.2.2受控移动
14.2.3移动控制策略
14.3 Sink节点的移动
14.3.1为什么要移动Sink节点
14.3.1.1稀疏网络的数据聚集
14.3.1.2负载均衡
14.3.1.3缩短通信路径
14.3.2随机移动
14.3.3可预知移动
14.3.4受控移动
14.3.5自适应移动
14.4虚拟移动
14.5传感器或者Sink节点移动的结果
14.5.1对于节点移动的MAC层解决方案
14.5.2路由和移动性
14.6开放性问题
14.7结论
参考文献
第15章 无线传感器网络安全技术
15.1概述
15.1.1安全目标
15.1.2挑战
15.1.3密钥管理
15.1.4安全路由
15.2预备知识
15.2.1椭圆曲线
15.2.2椭圆曲线群和分离对数问题
15.2.3双线性配对
15.2.4 Diffie-Hellman问题
15.3攻击类型
15.3.1被动攻击
15.3.2主动攻击
15.3.3拒绝服务攻击
15.3.4虫孔攻击
15.3.5洪泛攻击
15.3.6伪装攻击
15.3.7重放攻击
15.3.8信息操纵攻击
15.3.9延迟攻击
15.3.10 Sybil攻击
15.4反抗手段
15.4.1密钥建立和管理
15.4.1.1单一广阔网络密钥、对偶密钥建立、受信任基站和认证
15.4.1.2公钥模式
15.4.1.3路由驱动椭圆曲线基于加密的密钥管理模式
15.4.1.4基于身份和配对的安全的密钥管理模式
15.4.2匿名通信
15.4.2.1分层的匿名通信协议
15.4.2.2在匿名传感器网络中寻找路由
15.4.3入侵检测
15.4.3.1使用情感蚂蚁的传感器网络上的入侵检测
15.4.3.2在无线传感器网络中应用入侵检测系统
15.5总结一
参考文献
第16章 无线传感器网络中的网络管理技术
16.1概述
16.2 wSN管理的设计目标
16.2.1可扩展性
16.2.2有限的能量消耗
16.2.3内存和处理限制
16.2.4有限的带宽消耗
16.2.5网络动态适应性
16.2.6容错性
16.2.7网络应答
16.2.8设备代价
16.3管理规模
16.3.1管理功能
16.3.1.1自管理
16.3.1.2自配置
16.3.1.3自愈
16.3.1.4自计费
16.3.1.5自安全
16.3.1.6自优化
16.3.2管理层
16.3.2.1任务层
16.3.2.2服务
16.3.2.3网络
16.3.2.4网络元素管理
16.3.2.5元素层管理
16.4设计管理结构的其他方案
16.4.1基于策略的方法
16.4.2代表管理
16.4.3分布式管理
16.4.4层次管理
16.4.5基于分层的管理
16.4.6移动或者智能的基于代理的方法
16.5已有的研究成果
16.5.1MANNA
16.5.1.1 MANNA的WSN功能的方面
16.5.2 BOSSj：
16.5.3SNMS
16.5.4移动基于代理的管理策略
16.6作为一个整合技术的IP-USN
16.6.1IP-USN NMS的目标
16.6.2.LNMP作为一个例子结构
16.7网络管理作为FCAPS模型：一个新视角
16.7.1以用户为中心
16.7.2群形成
16.7.3源.Sink节点仲裁
16.7.4路由最高级
16.7.5设备移动性
16.8结论
参考文献
第17章 无线传感器网络中的部署
17.1概述
17.2事件监测模型
17.2.1比特模型
17.2.2概率监测模型
17.2.3跟踪监测模型
17.3部署标准
17.3.1部署传感器的数量
17.3.2覆盖和k-覆盖
17.3.3连通性
17.3.4检测概率
17.3.5网络生命周期
17.4传感器网络部署策略
17.4.1问题定义
17.4.2均匀部署策略
17.4.2.1均匀随机部署
17.4.2.2规则部署
17.4.3非均匀部署策略
17.4.3.1最佳解决方案
17.4.3.2基于分布的随机的部署
17.4.3.3 Max-Avg-Coverage
17.4.3.4 Max-Min-Coverage
17.4.3.5 Min-Miss
17.4.3.6 Diff-Deploy
17.4.3.7 Mesh
17.4.3.8分化的基于禁忌(Tabu)搜索方法的传感器部署
17.4.4部署策略对比
17.5结论和开放性的问题
参考文献
第3部分 RFID与WSN集成
第18章 RFID)与无线传感器网络在架构和应用上的集成
18.1概述
18.2集成RFID和WSN的原因
18.3集成RFID网络和传感器网络的要求
18.4 RFID和WSN一体化构架
18.4.1集成RFID标签与传感器
18.4.1.1通信能力受限的集成传感器标签
18.4.1.2集成扩展通信能力的传感器标签
18.4.2集成无线传感器节点的RFID读卡器
18.4.3混合结构
18.5各种集成RFID和WSN的应用方案
18.5.1医疗应用
18.5.2供应链管理中集成REID和传感器网络
18.5.3其他应用
18.6结论和开放性问题
参考文献
第19章 应用于智能家居系统的RFID与无线传感器网络的集成
19.1概述
19.2我们的家居智能环境
19.2.1目标
19.2.2现实需求和实验室限制
19.3通用系统构架
19.4实施
19.4.1无线传感器网络
19.4.2移动机器人
19.4.3射频识别
19.4.4网关/手机
19.5实例
19.6实施体验
19.7结论
参考文献
第20章 应用于卫生保健系统的RFID与无线传感器网络的集成
20.1概述
20.2智能医院使用RFID和传感器网络的调查建议
20.2.1医院人员流动供应和需求管理分析
20.2.2追踪重要的和非常敏感的医疗／生活供应
20.2.3建立一个普适感知医院
20.3医院外卫生保健使用RFID和传感器网络的调查建议
20.3.1移动遥测服务
20.3.2无线健康监测系统
20.3.3家庭老年人卫生保健的原型
20.4卫生保健的传感器网络和RFID发展平台¨
20.4.1介绍
20.4.2编程抽象及相关中间件项目
20.4.2.1编程抽象
20.4.2.2 中间件
20.4.2.3 JADE
20.4.3应用程序开发平台
20.4.3.1准备工作和数据结构
20.4.3.2应用发展进程
20.4.3.3能量管理
20.4.4原型实现
20.4.4.1核心模块：登记和监测
20.4.4.2图形用户界面(GUI)应用程序开发
20.4.4.3实验环境
20.4.4.4应用例子
20.4.5摘要
20.5结论
参考文献
第21章 应用于建筑物结构监测的RFID与传感器网络的集成
21.1概述
21.2电阻基传感器背景
21.3电阻应变计
21.4信号调节电阻应变计
21.5大应变二进制输出电阻基传感器
21.6数据获取和通信
21.6.1无源REID设计
21.6.2节点的设计
21.7控制软件
21.7.1安装和配置传感器
21.7.2实验配置
21.7.3数据记录和显示
21.8 CRM计功能测试
21.8.1测试结果
21.9大规模部署CRM计
21.10结论

2. 可以解释一下密码学中什么叫双线性配对吗

我们称有限N阶循环群G为一个双线性映射群，如果存在N阶循环群H及满足下列条件的映射e：G*G->H（*代表乘积的关系，所以才叫双线性）：
1）映射e是双线性的，即对于任意元素u,v属于G及整数m,n,我们有e(u^m, v^n)=e(u, v)^mn，换句话说是同态的。
2)映射是非退化的，即若元素g是群G的一个生成元，则e(g,g)是H的一个生成元。
不失一般性，还有另外一个特殊的定义：
G1是阶为P的循环乘法群，G1=<g>；G2是阶为Q的循环乘法群，G2=<h>；H是群。那么就有双线性映射e:G1*G2->H,且具有以下属性：
（1）双线性：存在g属于G1，h属于G2，x, y 属于Z，使得e(g^x, h^y)=e(g, h)^xy成立；
(2)非退化性：e(g, h)是H的生成元；
(3)可计算性：存在有效算法计算e(g, h);
(4)可交换性：存在g属于G1，h属于G2，x, y 属于Z，使得e(g^x, h^y)=e(g^y, g^x)成立。
第一个定义是这个定义的特殊情况，也就是说G1=G2=G。具体的例子你可以参考一下椭圆曲线算法及Weil和Tate的论文。
双线性群一般来说是用于构建密码学算法的。

3. 带宽和网速有什么关系

在各类电子设备和元器件中,我们都可以接触到带宽的概念,例如我们熟知的显示
器的带宽,内存的带宽,总线的带宽和网络的带宽等等;对这些设备而言,带宽是一个
非常重要的指标.不过容易让人迷惑的是,在显示器中它的单位是MHz,这是一个频率
的概念;而在总线和内存中的单位则是GB/s,相当于数据传输率的概念;而在通讯领域,
带宽的描述单位又变成了MHz,GHz……这两种不同单位的带宽表达的是同一个内涵么
二者存在哪些方面的联系呢 本文就带你走入精彩的带宽世界.
一, 带宽的两种概念
如果从电子电路角度出发,带宽(Bandwidth)本意指的是电子电路中存在一个固
有通频带,这个概念或许比较抽象,我们有必要作进一步解释.大家都知道,各类复杂
的电子电路无一例外都存在电感,电容或相当功能的储能元件,即使没有采用现成的电
感线圈或电容,导线自身就是一个电感,而导线与导线之间,导线与地之间便可以组成
电容——这就是通常所说的杂散电容或分布电容;不管是哪种类型的电容,电感,都会
对信号起着阻滞作用从而消耗信号能量,严重的话会影响信号品质.这种效应与交流电
信号的频率成正比关系,当频率高到一定程度,令信号难以保持稳定时,整个电子电路
自然就无法正常工作.为此,电子学上就提出了"带宽"的概念,它指的是电路可以保
持稳定工作的频率范围.而属于该体系的有显示器带宽,通讯/网络中的带宽等等.
而第二种带宽的概念大家也许会更熟悉,它所指的其实是数据传输率,譬如内存带
宽,总线带宽,网络带宽等等,都是以"字节/秒"为单位.我们不清楚从什么时候起
这些数据传输率的概念被称为"带宽",但因业界与公众都接受了这种说法,代表数据
传输率的带宽概念非常流行,尽管它与电子电路中"带宽"的本意相差很远.
对于电子电路中的带宽,决定因素在于电路设计.它主要是由高频放大部分元件的
特性决定,而高频电路的设计是比较困难的部分,成本也比普通电路要高很多.这部分
内容涉及到电路设计的知识,对此我们就不做深入的分析.而对于总线,内存中的带宽,
决定其数值的主要因素在于工作频率和位宽,在这两个领域,带宽等于工作频率与位宽
的乘积,因此带宽和工作频率,位宽两个指标成正比.不过工作频率或位宽并不能无限
制提高,它们受到很多因素的制约,我们会在接下来的总线,内存部分对其作专门论述.
二, 总线中的带宽
在计算机系统中,总线的作用就好比是人体中的神经系统,它承担的是所有数据传
输的职责,而各个子系统间都必须籍由总线才能通讯,例如,CPU和北桥间有前端总线,
北桥与显卡间为AGP总线,芯片组间有南北桥总线,各类扩展设备通过PCI,PCI-X总
线与系统连接;主机与外部设备的连接也是通过总线进行,如目前流行的USB 2.0,
IEEE1394总线等等,一句话,在一部计算机系统内,所有数据交换的需求都必须通过总
线来实现!
按照工作模式不同,总线可分为两种类型,一种是并行总线,它在同一时刻可以传
输多位数据,好比是一条允许多辆车并排开的宽敞道路,而且它还有双向单向之分;另
一种为串行总线,它在同一时刻只能传输一个数据,好比只容许一辆车行走的狭窄道路,
数据必须一个接一个传输,看起来仿佛一个长长的数据串,故称为"串行".
并行总线和串行总线的描述参数存在一定差别.对并行总线来说,描述的性能参数
有以下三个:总线宽度,时钟频率,数据传输频率.其中,总线宽度就是该总线可同时
传输数据的位数,好比是车道容许并排行走的车辆的数量;例如,16位总线在同一时刻
传输的数据为16位,也就是2个字节;而32位总线可同时传输4个字节,64位总线可
以同时传输8个字节......显然,总线的宽度越大,它在同一时刻就能够传输更多的数
据.不过总线的位宽无法无限制增加.时钟频率和数据传输频率的概念在上一期的文章
中有过详细介绍,我们就不作赘述.
总线的带宽指的是这条总线在单位时间内可以传输的数据总量,它等于总线位宽与
工作频率的乘积.例如,对于64位,800MHz的前端总线,它的数据传输率就等于
64bit×800MHz÷8(Byte)=6.4GB/s;32位,33MHz PCI总线的数据传输率就是
32bit×33MHz÷8=133MB/s,等等,这项法则可以用于所有并行总线上面——看到这里,
读者应该明白我们所说的总线带宽指的就是它的数据传输率,其实"总线带宽"的概念
同"电路带宽"的原始概念已经风马牛不相及.
对串行总线来说,带宽和工作频率的概念与并行总线完全相同,只是它改变了传统
意义上的总线位宽的概念.在频率相同的情况下,并行总线比串行总线快得多,那么,
为什么现在各类并行总线反而要被串行总线接替呢 原因在于并行总线虽然一次可以
传输多位数据,但它存在并行传输信号间的干扰现象,频率越高,位宽越大,干扰就越
严重,因此要大幅提高现有并行总线的带宽是非常困难的;而串行总线不存在这个问题,
总线频率可以大幅向上提升,这样串行总线就可以凭借高频率的优势获得高带宽.而为
了弥补一次只能传送一位数据的不足,串行总线常常采用多条管线(或通道)的做法实
现更高的速度——管线之间各自独立,多条管线组成一条总线系统,从表面看来它和并
行总线很类似,但在内部它是以串行原理运作的.对这类总线,带宽的计算公式就等于
"总线频率×管线数",这方面的例子有PCI Express和HyperTransport,前者有×1,
×2,×4,×8,×16和×32多个版本,在第一代PCI Express技术当中,单通道的单
向信号频率可达2.5GHz,我们以×16举例,这里的16就代表16对双向总线,一共64
条线路,每4条线路组成一个通道,二条接收,二条发送.这样我们可以换算出其总线
的带宽为2.5GHz×16/10=4GB/s(单向).除10是因为每字节采用10位编码.
三, 内存中的带宽
除总线之外,内存也存在类似的带宽概念.其实所谓的内存带宽,指的也就是内存
总线所能提供的数据传输能力,但它决定于内存芯片和内存模组而非纯粹的总线设计,
加上地位重要,往往作为单独的对象讨论.
SDRAM,DDR和DDRⅡ的总线位宽为64位,RDRAM的位宽为16位.而这两者在结构
上有很大区别:SDRAM,DDR和DDRⅡ的64位总线必须由多枚芯片共同实现,计算方法
如下:内存模组位宽=内存芯片位宽×单面芯片数量(假定为单面单物理BANK);如果
内存芯片的位宽为8位,那么模组中必须,也只能有8颗芯片,多一枚,少一枚都是不
允许的;如果芯片的位宽为4位,模组就必须有16颗芯片才行,显然,为实现更高的
模组容量,采用高位宽的芯片是一个好办法.而对RDRAM来说就不是如此,它的内存总
线为串联架构,总线位宽就等于内存芯片的位宽.
和并行总线一样,内存的带宽等于位宽与数据传输频率的乘积,例如,DDR400内存
的数据传输频率为400MHz,那么单条模组就拥有64bit×400MHz÷8(Byte)=3.2GB/s的
带宽;PC 800标准RDRAM的频率达到800MHz,单条模组带宽为16bit×800MHz÷
8=1.6GB/s.为了实现更高的带宽,在内存控制器中使用双通道技术是一个理想的办法,
所谓双通道就是让两组内存并行运作,内存的总位宽提高一倍,带宽也随之提高了一倍!
带宽可以说是内存性能最主要的标志,业界也以内存带宽作为主要的分类标准,但
它并非决定性能的唯一要素,在实际应用中,内存延迟的影响并不亚于带宽.如果延迟
时间太长的话相当不利,此时即便带宽再高也无济于事.
四, 带宽匹配的问题
计算机系统中存在形形色色的总线,这不可避免带来总线速度匹配问题,其中最常
出问题的地方在于前端总线和内存,南北桥总线和PCI总线.
前端总线与内存匹配与否对整套系统影响最大,最理想的情况是前端总线带宽与内
存带宽相等,而且内存延迟要尽可能低.在Pentium4刚推出的时候,Intel采用RDRAM
内存以达到同前端总线匹配,但RDRAM成本昂贵,严重影响推广工作,Intel曾推出搭
配PC133 SDRAM的845芯片组,但SDRAM仅能提供1.06GB/s的带宽,仅相当于400MHz
前端总线带宽的1/3,严重不匹配导致系统性能大幅度下降;后来,Intel推出支持
DDR266的845D才勉强好转,但仍未实现与前端总线匹配;接着,Intel将P4前端总线
提升到533MHz,带宽增长至5.4GB/s,虽然配套芯片组可支持DDR333内存,可也仅能
满足1/2而已;现在,P4的前端总线提升到800MHz,而配套的865/875P芯片组可支持
双通道DDR400——这个时候才实现匹配的理想状态,当然,这个时候继续提高内存带宽
意义就不是特别大,因为它超出了前端总线的接收能力.
南北桥总线带宽曾是一个尖锐的问题,早期的芯片组都是通过PCI总线来连接南北
桥,而它所能提供的带宽仅仅只有133MB/s,若南桥连接两个ATA-100硬盘,100M网络,
IEEE1394接口......区区133MB/s带宽势必形成严重的瓶颈,为此,各芯片组厂商都发
展出不同的南北桥总线方案,如Intel的Hub-Link,VIA的V-Link,SiS 的MuTIOL,
还有AMD的 HyperTransport等等,目前它们的带宽都大大超过了133MB/s,最高纪录
已超过1GB/s,瓶颈效应已不复存在.
PCI总线带宽不足还是比较大的矛盾,目前PC上使用的PCI总线均为32位,33MHz
类型,带宽133MB/s,而这区区133MB/s必须满足网络,硬盘控制卡(如果有的话)之
类的扩展需要,一旦使用千兆网络,瓶颈马上出现,业界打算自2004年开始以PCI
Express总线来全面取代PCI总线,届时PCI带宽不足的问题将成为历史.
五, 显示器中的带宽
以上我们所说的"带宽"指的都是速度概念,但对CRT显示器来说,它所指的带宽
则是频率概念,属于电路范畴,更符合"带宽"本来的含义.
要了解显示器带宽的真正含义,必须简单介绍一下CRT显示器的工作原理——由灯
丝,阴极,控制栅组成的电子枪,向外发射电子流,这些电子流被拥有高电压的加速器
加速后获得很高的速度,接着这些高速电子流经过透镜聚焦成极细的电子束打在屏幕的
荧光粉层上,而被电子束击中的地方就会产生一个光点;光点的位置由偏转线圈产生的
磁场控制,而通过控制电子束的强弱和通断状态就可以在屏幕上形成不同颜色,不同灰
度的光点——在某一个特定的时刻,整个屏幕上其实只有一个点可以被电子束击中并发
光.为了实现满屏幕显示,这些电子束必须从左到右,从上到下一个一个象素点进行扫
描,若要完成800×600分辨率的画面显示,电子枪必须完成800×600=480000个点的
顺序扫描.由于荧光粉受到电子束击打后发光的时间很短,电子束在扫描完一个屏幕后
必须立刻再从头开始——这个过程其实十分短暂,在一秒钟时间电子束往往都能完成超
过85个完整画面的扫描,屏幕画面更新85次,人眼无法感知到如此小的时间差异会"误
以为"屏幕处于始终发亮的状态.而每秒钟屏幕画面刷新的次数就叫场频,或称为屏幕
的垂直扫描频率,以Hz(赫兹)为单位,也就是我们俗称的"刷新率".以800×600
分辨率,85Hz刷新率计算,电子枪在一秒钟至少要扫描800×600×85=40800000个点的
显示;如果将分辨率提高到1024×768,将刷新率提高到100Hz,电子枪要扫描的点数
将大幅提高.
按照业界公认的计算方法,显示器带宽指的就是显示器的电子枪在一秒钟内可扫描
的最高点数总和,它等于"水平分辨率×垂直分辨率×场频(画面刷新次数)",单位
为MHz(兆赫);由于显像管电子束的扫描过程是非线性的,为避免信号在扫描边缘出现
衰减影响效果,保证图像的清晰度,总是将边缘扫描部分忽略掉,但在电路中它们依然
是存在的.因此,我们在计算显示器带宽的时候还应该除一个取值为0.6~0.8 的"有效
扫描系数",故得出带宽计算公式如下:"带宽=水平像素(行数)×垂直像素(列数)
×场频(刷新频率)÷扫描系数".扫描系数一般取为0.744.例如,要获得分辨率
1024×768,刷新率85Hz的画面,所需要的带宽应该等于:1024×768×85÷0.744,结
果大约是90MHz.
不过,这个定义并不符合带宽的原意,称之为"像素扫描频率"似乎更为贴切.带
宽的 最初概念确实也是电路中的问题——简单点说就是:在"带宽"这个频率宽度之
内,放大器可以处于良好的工作状态,如果超出带宽范围,信号会很快出现衰减失真现
象.从本质上说,显示器的带宽描述的也是控制电路的频率范围,带宽高低直接决定显
示器所能达到的性能等级.由于前文描述的"像素扫描频率"与控制电路的"带宽"基
本是成正比关系,显示器厂商就干脆把它当作显示器的"带宽"——这种做法当然没有
什么错,只是容易让人产生认识上的误区.当然,从用户的角度考虑没必要追究这么多,
毕竟以"像素扫描频率"作为"带宽"是很合乎人们习惯的,大家可方便使用公式计算
出达到某种显示状态需要的最低带宽数值.
但是反过来说,"带宽数值完全决定着屏幕的显示状态"是否也成立呢 答案是不
完全成立,因为屏幕的显示状态除了与带宽有关系之外,还与一个重要的概念相关——
它就是"行频".行频又称为"水平扫描频率",它指的是电子枪每秒在荧光屏上扫描
过的水平线数量,计算公式为:"行频=垂直分辨率×场频(画面刷新率)×1.07",
其中1.07为校正参数,因为显示屏上下方都存在我们看不到的区域.可见,行频是一
个综合分辨率和刷新率的参数,行频越大,显示器就可以提供越高的分辨率或者刷新率.
例如,1台17寸显示器要在1600×1200分辨率下达到75Hz的刷新率,那么带宽值至少
需要221MHz,行频则需要96KHz,两项条件缺一不可;要达到这么高的带宽相对容易,
而要达到如此高的行频就相当困难,后者成为主要的制约因素,而出于商业因素考虑,
显示器厂商会突出带宽而忽略行频,这种宣传其实是一种误导.
六, 通讯中的带宽
在通讯和网络领域,带宽的含义又与上述定义存在差异,它指的是网络信号可使用
的最高频率与最低频率之差,或者说是"频带的宽度",也就是所谓的"Bandwidth",
"信道带宽"——这也是最严谨的技术定义.
在100M以太网之类的铜介质布线系统中,双绞线的信道带宽通常用MHz为单位,
它指的是信噪比恒定的情况下允许的信道频率范围,不过,网络的信道带宽与它的数据
传输能力(单位Byte/s)存在一个稳定的基本关系.我们也可以用高速公路来作比喻:
在高速路上,它所能承受的最大交通流量就相当于网络的数据运输能力,而这条高速路
允许形成的宽度就相当于网络的带宽.显然,带宽越高,数据传输可利用的资源就越多,
因而能达到越高的速度;除此之外,我们还可以通过改善信号质量和消除瓶颈效应实现
更高的传输速度.
网络带宽与数据传输能力的正比关系最早是由贝尔实验室的工程师Claude
Shannon所发现,因此这一规律也被称为Shannon定律.而通俗起见普遍也将网络的数
据传输能力与"网络带宽"完全等同起来,这样"网络带宽"表面上看与"总线带宽"
形成概念上的统一,但这两者本质上就不是一个意思,相差甚远.
七, 总结:带宽与性能
对总线和内存来说,带宽高低对系统性能有着举足轻重的影响——倘若总线,内存
的带宽不够高的话,处理器的工作频率再高也无济于事,因此带宽可谓是与频率并立的
两大性能决定要素.而对CRT显示器而言,带宽越高,往往可以获得更高的分辨率,显
示精度越高,不过现在CRT显示器的带宽都能够满足标准分辨率下85Hz刷新率或以上
的显示需要(相信没有太多的朋友喜欢用非常高的分辨率去运行程序或者游戏),这样
带宽高低就不是一个太敏感的参数了,当然,如果你追求高显示品质那是另一回事了.

4. 信息安全这个行业怎么样

作者：匿名用户
链接：https://www.hu.com/question/21367109/answer/18577350
来源：知乎
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。

看了其他前辈的回答，简单讲一下我的非主流经历吧。我比较好折腾，所以涉猎比较杂。
高考时报信息安全是觉得“信息安全工程师/网络安全工程师”是很牛逼的名字。
大一主要学数学与外语。数学当时学的是物理类的，比同济那版还难一些。但是学的还可以，考过满分。
大二一方面是数论，另一方面是数据结构与编程语言。
大三是编译、算法、密码学、网络安全、理论计算机、数据库、病毒等等。由于六级考的不太好，大三花了4个月左右过了上海的英语高级口译考试。
大四找工作时拿了个支付宝的Offer，当时那个机构人不多啊……不过后面保上研了。拿到了上交与清华的Offer。但高考时是很想去交大的，交大的信安。但贵清太有诱惑力了啊……从了。
研究生第一年，原计划是按密码方向做的。所以读了不少关于理论的论文，比如可证安全、椭圆曲线密码体制、双线性配对、基于属性的密码体制等等（我还想枚举一些但是忘记的差不多了……%……）。也会去姚期智教授组里蹭讲座，都是我看的经典论文上的作者的讲座，感觉神一般的人来到身边了……也上了数学系的硕士代数数论课，印林生教授的。这个真的很高深。
后面机缘巧合去了MSRA实习，开始做新的课题。在两位Fellow的指导下做了两篇论文，关于多媒体计算方面的。毕业后，机缘巧合来到某央企信息安全相关部门，目前做数据分析与运营。
回望每一步的抉择，我发现了这么个折腾规律吧。我喜欢在看上去快要确定的未来里，引入一些新变量，来拥抱一个新的变化，而这个变化能给我既定的轨道带来一些新的生活元素。
大二大三时是不计划读研的，毕业后就找工作。但仍然努力学习专业课，考外语证来证明实力。后面发现，可以保研唉。于是就去呗。
读研的时候密码学的课题开题报告都写好了，有机会去梦幻般的研究院实习做研究。去呗。
毕业的时候，在互联网企业、外企都有实习经验的前提下，有央企的Offer，那就去看看呗。于是我来了。当然每个选择都有挑战与风险的，这个要由自己来控制与把握。
回过头说说你的问题。我理解你现在的心态，好像前面好遥远，想好好计划，感觉有很多事情想做，又希望有人能指路怎么走。这个问题基本无解，即只能自己去探索。证明如下：如果题主是个有坚定追求的少年，那已经开始行动，不会来此提问；如果不是这个类型，那听A、听B、听C说都是FYI，最后还是靠你自己的步步选择。
我的总体建议就是，走好当下每一步，充分利用当前的教学资源。打铁没样，边打边像。我大一时听新东方高级口译老师的讲课，60秒的录音复述没几句能记下来，到大三的时候，基本上1分钟内的交传已经没什么问题了。你把手头的课学好，作业做好，要以全力以赴的态度，而不是低空掠过的态度。
具体几点：
1.
一定要利用好上课时间的效率。很多人上课会走神，跟不上老师的思路，然后下课去看书，考试前复习。这样很低效。
我自己实践发现，如果上课全部能跟上老师的讲课思路，基本上你下课后的作业能直接完成，而且不用再多花时间复习。这样课后的自习你就能有自主的学习时间了！而且你上课完全跟上老师的思路，你很快能发现老师讲课有时也是有思路上不严谨的地方的，这个技能与口译复述时的边听边总结是相互辅助互相训练的。我在口译训练后期，甚至用一个笔记本把老师上课所有说过的说记录下来。边上课边练习口译……
2.
考试成绩高与学好一门课无直接关系。即课程系统是有Bug的：你上课听讲了，课后写了作业，考前复习，基本上就能拿到90+了。其他的时间你想学啥学啥。大学成绩是硬道理，成绩好一些以后会方便很多。我能拿到保研名额也与成绩有关。
3.
学好一门课要花的时间远大于应付考试的时间。课程上一带而过的东西很多是值得深挖的，这就是争取出来的时间应该花在的地方。比如现在可以到国外大学找课程，找论文看，代码验证实验。
4.
关于信息安全。讲一下我的理解吧。我觉得大体两个分支，一个是密码学，一个是网络或者信息系统的安全。密码学我深切的体会是，数学要扎实，然后一定要有老师指点，不然很容易抓虾。我认识王小云教授的不少博士是数学系本科，但是他们的弱点是不会编程，但由于老师牛逼，所以走的弯路不会多。然后做密码研究的一个方向是，根据某些应用场景，提出新的加解密算法，并证明其安全强度。另一个是网络安全，就是攻防渗透漏洞等等，这些是代码级别实干的，所以重实践。（BTW这方面我一知半解，专家们请指正。）
5.
关于读研。我个人的体会是，读研收获很大的。虽然支付宝工作三年后的收入很可观的，但是我认为在研究生三年中最大的收获不是什么两篇牛逼论文，而是经过系统性训练获得的研究能力。知道如何快速的切入一个领域，找到其关键问题并拟出解决计划、验证、最后整理成材料。两位老板都很有洞察力，有时候是视野决定出路的。学习的能力是可迁移的，这也是一种“很可怕”的能力。而且，还有一点是把自己做的工作恰当地表达的能力。我想看贴的产业界的朋友，如果做到管理岗位就面临一个问题是，如何向自己的老板简单地说清楚自己部门/组做的工作的重要性，以及争取更多的资源的问题。
6.
关于团队。这个不要着急。加入一个社团，组织一些活动。还可以顺便泡妞，如果你不是宅男的话。在专业上，自己能力强了，且不要被自己的能力被蒙蔽住双眼，与人好相处的话，以后做事不愁没有团队。
7.
关于Coding。我现在不做专职Coding。但是这个也是个硬工夫。拿一本算法导论从头到尾做一遍里面的实验。或者拿本数据结构做一遍所有的实验也行。做完后你会发现质变啊。（举例，我在口译时翻译+背了一遍新概念四，从此以后写/说英文就挡不住NCE那种略带风骚的腔调啊=-=）我现在比较后悔的就是大一暑假好基友找我一起去学习ACM集训，自己因为各种心理建设不到位的原因，没有去。错过了就是永远错过了。在合适的时间只能做合适的事情。C’est la vie!
8.
成长最好的方法，就是按部就班。

5. 总线带宽是什么意思

在各类电子设备和元器件中，我们都可以接触到带宽的概念，例如我们熟知的显示器的带宽、内存的带宽、总线的带宽和网络的带宽等等；对这些设备而言，带宽是一个非常重要的指标。不过容易让人迷惑的是，在显示器中它的单位是MHz，这是一个频率的概念；而在总线和内存中的单位则是GB/s，相当于数据传输率的概念；而在通讯领域，带宽的描述单位又变成了MHz、GHz……这两种不同单位的带宽表达的是同一个内涵么？二者存在哪些方面的联系呢？本文就带你走入精彩的带宽世界。
一、 带宽的两种概念
如果从电子电路角度出发，带宽（Bandwidth）本意指的是电子电路中存在一个固有通频带，这个概念或许比较抽象，我们有必要作进一步解释。大家都知道，各类复杂的电子电路无一例外都存在电感、电容或相当功能的储能元件，即使没有采用现成的电感线圈或电容，导线自身就是一个电感，而导线与导线之间、导线与地之间便可以组成电容——这就是通常所说的杂散电容或分布电容；不管是哪种类型的电容、电感，都会对信号起着阻滞作用从而消耗信号能量，严重的话会影响信号品质。这种效应与交流电信号的频率成正比关系，当频率高到一定程度、令信号难以保持稳定时，整个电子电路自然就无法正常工作。为此，电子学上就提出了“带宽”的概念，它指的是电路可以保持稳定工作的频率范围。而属于该体系的有显示器带宽、通讯/网络中的带宽等等。
而第二种带宽的概念大家也许会更熟悉，它所指的其实是数据传输率，譬如内存带宽、总线带宽、网络带宽等等，都是以“字节/秒”为单位。我们不清楚从什么时候起这些数据传输率的概念被称为“带宽”，但因业界与公众都接受了这种说法，代表数据传输率的带宽概念非常流行，尽管它与电子电路中“带宽”的本意相差很远。
对于电子电路中的带宽，决定因素在于电路设计。它主要是由高频放大部分元件的特性决定，而高频电路的设计是比较困难的部分，成本也比普通电路要高很多。这部分内容涉及到电路设计的知识，对此我们就不做深入的分析。而对于总线、内存中的带宽，决定其数值的主要因素在于工作频率和位宽，在这两个领域，带宽等于工作频率与位宽的乘积，因此带宽和工作频率、位宽两个指标成正比。不过工作频率或位宽并不能无限制提高，它们受到很多因素的制约，我们会在接下来的总线、内存部分对其作专门论述。
二、 总线中的带宽
在计算机系统中，总线的作用就好比是人体中的神经系统，它承担的是所有数据传输的职责，而各个子系统间都必须籍由总线才能通讯，例如，CPU和北桥间有前端总线、北桥与显卡间为AGP总线、芯片组间有南北桥总线，各类扩展设备通过PCI、PCI-X总线与系统连接；主机与外部设备的连接也是通过总线进行，如目前流行的USB 2.0、IEEE1394总线等等，一句话，在一部计算机系统内，所有数据交换的需求都必须通过总线来实现！
按照工作模式不同，总线可分为两种类型，一种是并行总线，它在同一时刻可以传输多位数据，好比是一条允许多辆车并排开的宽敞道路，而且它还有双向单向之分；另一种为串行总线，它在同一时刻只能传输一个数据，好比只容许一辆车行走的狭窄道路，数据必须一个接一个传输、看起来仿佛一个长长的数据串，故称为“串行”。
并行总线和串行总线的描述参数存在一定差别。对并行总线来说，描述的性能参数有以下三个：总线宽度、时钟频率、数据传输频率。其中，总线宽度就是该总线可同时传输数据的位数，好比是车道容许并排行走的车辆的数量；例如，16位总线在同一时刻传输的数据为16位，也就是2个字节；而32位总线可同时传输4个字节，64位总线可以同时传输8个字节......显然，总线的宽度越大，它在同一时刻就能够传输更多的数据。不过总线的位宽无法无限制增加。时钟频率和数据传输频率的概念在上一期的文章中有过详细介绍，我们就不作赘述。
总线的带宽指的是这条总线在单位时间内可以传输的数据总量，它等于总线位宽与工作频率的乘积。例如，对于64位、800MHz的前端总线，它的数据传输率就等于64bit×800MHz÷8(Byte)=6.4GB/s；32位、33MHz PCI总线的数据传输率就是32bit×33MHz÷8=133MB/s，等等，这项法则可以用于所有并行总线上面——看到这里，读者应该明白我们所说的总线带宽指的就是它的数据传输率，其实“总线带宽”的概念同“电路带宽”的原始概念已经风马牛不相及。
对串行总线来说，带宽和工作频率的概念与并行总线完全相同，只是它改变了传统意义上的总线位宽的概念。在频率相同的情况下，并行总线比串行总线快得多，那么，为什么现在各类并行总线反而要被串行总线接替呢？原因在于并行总线虽然一次可以传输多位数据，但它存在并行传输信号间的干扰现象，频率越高、位宽越大，干扰就越严重，因此要大幅提高现有并行总线的带宽是非常困难的；而串行总线不存在这个问题，总线频率可以大幅向上提升，这样串行总线就可以凭借高频率的优势获得高带宽。而为了弥补一次只能传送一位数据的不足，串行总线常常采用多条管线（或通道）的做法实现更高的速度——管线之间各自独立，多条管线组成一条总线系统，从表面看来它和并行总线很类似，但在内部它是以串行原理运作的。对这类总线，带宽的计算公式就等于“总线频率×管线数”，这方面的例子有PCI Express和HyperTransport，前者有×1、×2、×4、×8、×16和×32多个版本，在第一代PCI Express技术当中，单通道的单向信号频率可达2.5GHz，我们以×16举例，这里的16就代表16对双向总线，一共64条线路，每4条线路组成一个通道，二条接收，二条发送。这样我们可以换算出其总线的带宽为2.5GHz×16/10=4GB/s（单向）。除10是因为每字节采用10位编码。
三、 内存中的带宽
除总线之外，内存也存在类似的带宽概念。其实所谓的内存带宽，指的也就是内存总线所能提供的数据传输能力，但它决定于内存芯片和内存模组而非纯粹的总线设计，加上地位重要，往往作为单独的对象讨论。
SDRAM、DDR和DDRⅡ的总线位宽为64位，RDRAM的位宽为16位。而这两者在结构上有很大区别：SDRAM、DDR和DDRⅡ的64位总线必须由多枚芯片共同实现，计算方法如下：内存模组位宽=内存芯片位宽×单面芯片数量（假定为单面单物理BANK）；如果内存芯片的位宽为8位，那么模组中必须、也只能有8颗芯片，多一枚、少一枚都是不允许的；如果芯片的位宽为4位，模组就必须有16颗芯片才行，显然，为实现更高的模组容量，采用高位宽的芯片是一个好办法。而对RDRAM来说就不是如此，它的内存总线为串联架构，总线位宽就等于内存芯片的位宽。
和并行总线一样，内存的带宽等于位宽与数据传输频率的乘积，例如，DDR400内存的数据传输频率为400MHz，那么单条模组就拥有64bit×400MHz÷8(Byte)=3.2GB/s的带宽；PC 800标准RDRAM的频率达到800MHz，单条模组带宽为16bit×800MHz÷ 8=1.6GB/s。为了实现更高的带宽，在内存控制器中使用双通道技术是一个理想的办法，所谓双通道就是让两组内存并行运作，内存的总位宽提高一倍，带宽也随之提高了一倍！
带宽可以说是内存性能最主要的标志，业界也以内存带宽作为主要的分类标准，但它并非决定性能的唯一要素，在实际应用中，内存延迟的影响并不亚于带宽。如果延迟时间太长的话相当不利，此时即便带宽再高也无济于事。
四、 带宽匹配的问题
计算机系统中存在形形色色的总线，这不可避免带来总线速度匹配问题，其中最常出问题的地方在于前端总线和内存、南北桥总线和PCI总线。
前端总线与内存匹配与否对整套系统影响最大，最理想的情况是前端总线带宽与内存带宽相等，而且内存延迟要尽可能低。在Pentium4刚推出的时候，Intel采用RDRAM内存以达到同前端总线匹配，但RDRAM成本昂贵，严重影响推广工作，Intel曾推出搭配PC133 SDRAM的845芯片组，但SDRAM仅能提供1.06GB/s的带宽，仅相当于400MHz前端总线带宽的1/3，严重不匹配导致系统性能大幅度下降；后来，Intel推出支持DDR266的845D才勉强好转，但仍未实现与前端总线匹配；接着，Intel将P4前端总线提升到533MHz、带宽增长至5.4GB/s，虽然配套芯片组可支持DDR333内存，可也仅能满足1/2而已；现在，P4的前端总线提升到800MHz，而配套的865/875P芯片组可支持双通道DDR400——这个时候才实现匹配的理想状态，当然，这个时候继续提高内存带宽意义就不是特别大，因为它超出了前端总线的接收能力。
南北桥总线带宽曾是一个尖锐的问题，早期的芯片组都是通过PCI总线来连接南北桥，而它所能提供的带宽仅仅只有133MB/s，若南桥连接两个ATA-100硬盘、100M网络、IEEE1394接口......区区133MB/s带宽势必形成严重的瓶颈，为此，各芯片组厂商都发展出不同的南北桥总线方案，如Intel的Hub-Link、VIA的V-Link、SiS 的MuTIOL，还有AMD的 HyperTransport等等，目前它们的带宽都大大超过了133MB/s，最高纪录已超过1GB/s，瓶颈效应已不复存在。
PCI总线带宽不足还是比较大的矛盾，目前PC上使用的PCI总线均为32位、33MHz类型，带宽133MB/s，而这区区133MB/s必须满足网络、硬盘控制卡（如果有的话）之类的扩展需要，一旦使用千兆网络，瓶颈马上出现，业界打算自2004年开始以PCI Express总线来全面取代PCI总线，届时PCI带宽不足的问题将成为历史。
五、 显示器中的带宽
以上我们所说的“带宽”指的都是速度概念，但对CRT显示器来说，它所指的带宽则是频率概念、属于电路范畴，更符合“带宽”本来的含义。
要了解显示器带宽的真正含义，必须简单介绍一下CRT显示器的工作原理——由灯丝、阴极、控制栅组成的电子枪，向外发射电子流，这些电子流被拥有高电压的加速器加速后获得很高的速度，接着这些高速电子流经过透镜聚焦成极细的电子束打在屏幕的荧光粉层上，而被电子束击中的地方就会产生一个光点；光点的位置由偏转线圈产生的磁场控制，而通过控制电子束的强弱和通断状态就可以在屏幕上形成不同颜色、不同灰度的光点——在某一个特定的时刻，整个屏幕上其实只有一个点可以被电子束击中并发光。为了实现满屏幕显示，这些电子束必须从左到右、从上到下一个一个象素点进行扫描，若要完成800×600分辨率的画面显示，电子枪必须完成800×600=480000个点的顺序扫描。由于荧光粉受到电子束击打后发光的时间很短，电子束在扫描完一个屏幕后必须立刻再从头开始——这个过程其实十分短暂，在一秒钟时间电子束往往都能完成超过85个完整画面的扫描、屏幕画面更新85次，人眼无法感知到如此小的时间差异会“误以为”屏幕处于始终发亮的状态。而每秒钟屏幕画面刷新的次数就叫场频，或称为屏幕的垂直扫描频率、以Hz（赫兹）为单位，也就是我们俗称的“刷新率”。以800×600分辨率、85Hz刷新率计算，电子枪在一秒钟至少要扫描800×600×85=40800000个点的显示；如果将分辨率提高到1024×768，将刷新率提高到100Hz，电子枪要扫描的点数将大幅提高。
按照业界公认的计算方法，显示器带宽指的就是显示器的电子枪在一秒钟内可扫描的最高点数总和，它等于“水平分辨率×垂直分辨率×场频（画面刷新次数）”，单位为MHz(兆赫)；由于显像管电子束的扫描过程是非线性的，为避免信号在扫描边缘出现衰减影响效果、保证图像的清晰度，总是将边缘扫描部分忽略掉，但在电路中它们依然是存在的。因此，我们在计算显示器带宽的时候还应该除一个取值为0.6~0.8 的“有效扫描系数”，故得出带宽计算公式如下：“带宽＝水平像素（行数）×垂直像素（列数）×场频（刷新频率）÷扫描系数”。扫描系数一般取为0.744。例如，要获得分辨率1024×768、刷新率85Hz的画面，所需要的带宽应该等于：1024×768×85÷0.744，结果大约是90MHz。
不过，这个定义并不符合带宽的原意，称之为“像素扫描频率”似乎更为贴切。带宽的 最初概念确实也是电路中的问题——简单点说就是：在“带宽”这个频率宽度之内，放大器可以处于良好的工作状态，如果超出带宽范围，信号会很快出现衰减失真现象。从本质上说，显示器的带宽描述的也是控制电路的频率范围，带宽高低直接决定显示器所能达到的性能等级。由于前文描述的“像素扫描频率”与控制电路的“带宽”基本是成正比关系，显示器厂商就干脆把它当作显示器的“带宽”——这种做法当然没有什么错，只是容易让人产生认识上的误区。当然，从用户的角度考虑没必要追究这么多，毕竟以“像素扫描频率”作为“带宽”是很合乎人们习惯的，大家可方便使用公式计算出达到某种显示状态需要的最低带宽数值。
但是反过来说，“带宽数值完全决定着屏幕的显示状态”是否也成立呢？答案是不完全成立，因为屏幕的显示状态除了与带宽有关系之外，还与一个重要的概念相关——它就是“行频”。行频又称为“水平扫描频率”，它指的是电子枪每秒在荧光屏上扫描过的水平线数量，计算公式为：“行频＝垂直分辨率×场频（画面刷新率）×1.07”，其中1.07为校正参数，因为显示屏上下方都存在我们看不到的区域。可见，行频是一个综合分辨率和刷新率的参数，行频越大，显示器就可以提供越高的分辨率或者刷新率。例如，1台17寸显示器要在1600×1200分辨率下达到75Hz的刷新率，那么带宽值至少需要221MHz，行频则需要96KHz，两项条件缺一不可；要达到这么高的带宽相对容易，而要达到如此高的行频就相当困难，后者成为主要的制约因素，而出于商业因素考虑，显示器厂商会突出带宽而忽略行频，这种宣传其实是一种误导。
六、 通讯中的带宽
在通讯和网络领域，带宽的含义又与上述定义存在差异，它指的是网络信号可使用的最高频率与最低频率之差、或者说是“频带的宽度”，也就是所谓的“Bandwidth”、“信道带宽”——这也是最严谨的技术定义。
在100M以太网之类的铜介质布线系统中，双绞线的信道带宽通常用MHz为单位，它指的是信噪比恒定的情况下允许的信道频率范围，不过，网络的信道带宽与它的数据传输能力（单位Byte/s）存在一个稳定的基本关系。我们也可以用高速公路来作比喻：在高速路上，它所能承受的最大交通流量就相当于网络的数据运输能力，而这条高速路允许形成的宽度就相当于网络的带宽。显然，带宽越高、数据传输可利用的资源就越多，因而能达到越高的速度；除此之外，我们还可以通过改善信号质量和消除瓶颈效应实现更高的传输速度。
网络带宽与数据传输能力的正比关系最早是由贝尔实验室的工程师Claude Shannon所发现，因此这一规律也被称为Shannon定律。而通俗起见普遍也将网络的数据传输能力与“网络带宽”完全等同起来，这样“网络带宽”表面上看与“总线带宽”形成概念上的统一，但这两者本质上就不是一个意思、相差甚远。
七、 总结：带宽与性能
对总线和内存来说，带宽高低对系统性能有着举足轻重的影响——倘若总线、内存的带宽不够高的话，处理器的工作频率再高也无济于事，因此带宽可谓是与频率并立的两大性能决定要素。而对CRT显示器而言，带宽越高，往往可以获得更高的分辨率、显示精度越高，不过现在CRT显示器的带宽都能够满足标准分辨率下85Hz刷新率或以上的显示需要（相信没有太多的朋友喜欢用非常高的分辨率去运行程序或者游戏），这样带宽高低就不是一个太敏感的参数了，当然，如果你追求高显示品质那是另一回事了

6. 工业以太网交换机与以太网光端机有什么区别

工业以太网交换机是异步工作,点对点或多点,2线半双工，以太网光端机是全双工/半双工，具有全双工/半双工自动协商功能
工业以太网交换机，即应用于工业控制领域的以太网交换机设备，由于采用的网络标准其开放性好、应用广泛；能适应低温高温，抗电磁干扰强，防盐雾，抗震性强。使用的是透明而统一的TCP/IP协议，以太网已经成为工业控制领域的主要通信标准。主要应用于工业控制自动化，道路交通控制自动化，楼宇自动控制系统，矿井自动控制系统，油田控制自动化，水电站控制自动化，电力系统控制自动化，机房监控系统。

以太网光端机被广泛用于工业安全市场上从低端到中端CCTV监视及安全应用场合。适用于5.5公里（3.5英里）或更短距离的传输，这样一个系统能够提供
的定性视频性能是相当不错的，并且总是能够达到RS-250C长距离传输的品质要求。但是，AM视频传输设备仅适合850nm。多模工作波长这就限制了最
大可用传输距离。更显著的是，对于每1dB的光学路径损耗而言，基于调幅系统的信噪比的线性相关衰减为2dB，因此，可接受的视频传输质量仅能在相对较短
的光缆距离下获得。一些生产商的设备可能在初始安装阶段需要接收机增益调节，从而使安装过程复杂化。最后一点，AM产品达不到今天ITS及高端工业安全应
用中所需达到的RS-250C中短距离视频传输技术要求。

7. 刘胜利的上海交通大学博导

职称： 教授
所属学科: 系统结构学科组
研究方向：密码与信息安全 （部分英文题目论文略）
10. 刘胜利，王育民，无条件安全密钥的提取，电子学报，27卷，第10期，1999。
11. 刘胜利，田建波，王育民，一种防主动攻击的保密增强的实现，电子学报，27卷，第10期，1999
12. 刘胜利，王育民，无条件安全密钥协商中认证问题的研究，计算机学报，22卷，第11期，1999。
13. 刘胜利，马文平，王育民，一种利用无条件认证实现的强保密增强协议，计算机学报，23卷，第3期，2000。
14. 刘胜利，杨波，王育民，基于椭圆曲线密码体制的投票协议，电子科学学刊，22卷，第1期，2000。
15. 刘胜利，郑东， 王育民，域GF（2^n）上安全椭圆曲线及基点的选取，电子科学学刊，22卷，第3期，2000。
16. 刘胜利，王育民，边信息对Rényi熵的影响，通信学报，第21期，第5期，pp.76-80， 2000。
17. 刘胜利，田建波，王育民，一类信仰可推的认证协议，西电学报，26卷，第3期，1999。
18. 刘胜利，王育民，公开协商所能提取出的无条件安全密钥长度，西电学报，26卷，第4期，1999。 1.教育部留学归国基金，“无条件安全密钥协商的研究”，2002.09-2004.9；
2.国家自然科学基金，“基于身份的公钥体系架构的研究”(编号：60303026)，2004.01-2006.12；
3.国家自然科学基金，“信息论安全的密钥协商的研究”(编号：60673077)，2007.01-2009.12；
4.国家自然科学基金，“无证书公钥密码体制的研究”(编号：60873229)，2009.01-2011.12；
5.信息安全国家重点实验室，开放课题：“基于身份的密钥保护机制的研究”，2007.02-2009.1；
6.计算机网络与信息安全教育部重点实验室，开放课题：“双线性配对算法的研究”，2004.12-2006.12；
7.企业横向项目：“基于身份标识的密码技术”，2007.08-2008.08；
8.2009年度上海市青年科技启明星计划(A类)，“模糊保密数据中的密钥提取和保护”2009.07-2011.6。 1. 2009年度上海交通大学SMC优秀青年教师（B类计划）；
2. 2008年度上海交通大学“三八红旗手”；
3. 2008年度上海交通大学“优秀青年教师后备人才”二等奖；
4. 2007年度上海交通大学“双语竞赛”二等奖；
5. 2007年度上海交通大学“优秀教师”三等奖； 《离散数学》，秋，电信学院平台课程，本科生一年级；
《基础代数》，秋，研究生课程，研究生一年级；
《应用代数》，春，研究生课程，研究生一年级。

8. 谁能解释一下什么是网络的带宽

很宽的带子呗 呵呵 玩笑
在各类电子设备和元器件中,我们都可以接触到带宽的概念,例如我们熟知的显示
器的带宽,内存的带宽,总线的带宽和网络的带宽等等;对这些设备而言,带宽是一个
非常重要的指标.不过容易让人迷惑的是,在显示器中它的单位是MHz,这是一个频率
的概念;而在总线和内存中的单位则是GB/s,相当于数据传输率的概念;而在通讯领域,
带宽的描述单位又变成了MHz,GHz……这两种不同单位的带宽表达的是同一个内涵么
二者存在哪些方面的联系呢 本文就带你走入精彩的带宽世界.
一, 带宽的两种概念
如果从电子电路角度出发,带宽(Bandwidth)本意指的是电子电路中存在一个固
有通频带,这个概念或许比较抽象,我们有必要作进一步解释.大家都知道,各类复杂
的电子电路无一例外都存在电感,电容或相当功能的储能元件,即使没有采用现成的电
感线圈或电容,导线自身就是一个电感,而导线与导线之间,导线与地之间便可以组成
电容——这就是通常所说的杂散电容或分布电容;不管是哪种类型的电容,电感,都会
对信号起着阻滞作用从而消耗信号能量,严重的话会影响信号品质.这种效应与交流电
信号的频率成正比关系,当频率高到一定程度,令信号难以保持稳定时,整个电子电路
自然就无法正常工作.为此,电子学上就提出了"带宽"的概念,它指的是电路可以保
持稳定工作的频率范围.而属于该体系的有显示器带宽,通讯/网络中的带宽等等.
而第二种带宽的概念大家也许会更熟悉,它所指的其实是数据传输率,譬如内存带
宽,总线带宽,网络带宽等等,都是以"字节/秒"为单位.我们不清楚从什么时候起
这些数据传输率的概念被称为"带宽",但因业界与公众都接受了这种说法,代表数据
传输率的带宽概念非常流行,尽管它与电子电路中"带宽"的本意相差很远.
对于电子电路中的带宽,决定因素在于电路设计.它主要是由高频放大部分元件的
特性决定,而高频电路的设计是比较困难的部分,成本也比普通电路要高很多.这部分
内容涉及到电路设计的知识,对此我们就不做深入的分析.而对于总线,内存中的带宽,
决定其数值的主要因素在于工作频率和位宽,在这两个领域,带宽等于工作频率与位宽
的乘积,因此带宽和工作频率,位宽两个指标成正比.不过工作频率或位宽并不能无限
制提高,它们受到很多因素的制约,我们会在接下来的总线,内存部分对其作专门论述.
二, 总线中的带宽
在计算机系统中,总线的作用就好比是人体中的神经系统,它承担的是所有数据传
输的职责,而各个子系统间都必须籍由总线才能通讯,例如,CPU和北桥间有前端总线,
北桥与显卡间为AGP总线,芯片组间有南北桥总线,各类扩展设备通过PCI,PCI-X总
线与系统连接;主机与外部设备的连接也是通过总线进行,如目前流行的USB 2.0,
IEEE1394总线等等,一句话,在一部计算机系统内,所有数据交换的需求都必须通过总
线来实现!
按照工作模式不同,总线可分为两种类型,一种是并行总线,它在同一时刻可以传
输多位数据,好比是一条允许多辆车并排开的宽敞道路,而且它还有双向单向之分;另
一种为串行总线,它在同一时刻只能传输一个数据,好比只容许一辆车行走的狭窄道路,
数据必须一个接一个传输,看起来仿佛一个长长的数据串,故称为"串行".
并行总线和串行总线的描述参数存在一定差别.对并行总线来说,描述的性能参数
有以下三个:总线宽度,时钟频率,数据传输频率.其中,总线宽度就是该总线可同时
传输数据的位数,好比是车道容许并排行走的车辆的数量;例如,16位总线在同一时刻
传输的数据为16位,也就是2个字节;而32位总线可同时传输4个字节,64位总线可
以同时传输8个字节......显然,总线的宽度越大,它在同一时刻就能够传输更多的数
据.不过总线的位宽无法无限制增加.时钟频率和数据传输频率的概念在上一期的文章
中有过详细介绍,我们就不作赘述.
总线的带宽指的是这条总线在单位时间内可以传输的数据总量,它等于总线位宽与
工作频率的乘积.例如,对于64位,800MHz的前端总线,它的数据传输率就等于
64bit×800MHz÷8(Byte)=6.4GB/s;32位,33MHz PCI总线的数据传输率就是
32bit×33MHz÷8=133MB/s,等等,这项法则可以用于所有并行总线上面——看到这里,
读者应该明白我们所说的总线带宽指的就是它的数据传输率,其实"总线带宽"的概念
同"电路带宽"的原始概念已经风马牛不相及.
对串行总线来说,带宽和工作频率的概念与并行总线完全相同,只是它改变了传统
意义上的总线位宽的概念.在频率相同的情况下,并行总线比串行总线快得多,那么,
为什么现在各类并行总线反而要被串行总线接替呢 原因在于并行总线虽然一次可以
传输多位数据,但它存在并行传输信号间的干扰现象,频率越高,位宽越大,干扰就越
严重,因此要大幅提高现有并行总线的带宽是非常困难的;而串行总线不存在这个问题,
总线频率可以大幅向上提升,这样串行总线就可以凭借高频率的优势获得高带宽.而为
了弥补一次只能传送一位数据的不足,串行总线常常采用多条管线(或通道)的做法实
现更高的速度——管线之间各自独立,多条管线组成一条总线系统,从表面看来它和并
行总线很类似,但在内部它是以串行原理运作的.对这类总线,带宽的计算公式就等于
"总线频率×管线数",这方面的例子有PCI Express和HyperTransport,前者有×1,
×2,×4,×8,×16和×32多个版本,在第一代PCI Express技术当中,单通道的单
向信号频率可达2.5GHz,我们以×16举例,这里的16就代表16对双向总线,一共64
条线路,每4条线路组成一个通道,二条接收,二条发送.这样我们可以换算出其总线
的带宽为2.5GHz×16/10=4GB/s(单向).除10是因为每字节采用10位编码.
三, 内存中的带宽
除总线之外,内存也存在类似的带宽概念.其实所谓的内存带宽,指的也就是内存
总线所能提供的数据传输能力,但它决定于内存芯片和内存模组而非纯粹的总线设计,
加上地位重要,往往作为单独的对象讨论.
SDRAM,DDR和DDRⅡ的总线位宽为64位,RDRAM的位宽为16位.而这两者在结构
上有很大区别:SDRAM,DDR和DDRⅡ的64位总线必须由多枚芯片共同实现,计算方法
如下:内存模组位宽=内存芯片位宽×单面芯片数量(假定为单面单物理BANK);如果
内存芯片的位宽为8位,那么模组中必须,也只能有8颗芯片,多一枚,少一枚都是不
允许的;如果芯片的位宽为4位,模组就必须有16颗芯片才行,显然,为实现更高的
模组容量,采用高位宽的芯片是一个好办法.而对RDRAM来说就不是如此,它的内存总
线为串联架构,总线位宽就等于内存芯片的位宽.
和并行总线一样,内存的带宽等于位宽与数据传输频率的乘积,例如,DDR400内存
的数据传输频率为400MHz,那么单条模组就拥有64bit×400MHz÷8(Byte)=3.2GB/s的
带宽;PC 800标准RDRAM的频率达到800MHz,单条模组带宽为16bit×800MHz÷
8=1.6GB/s.为了实现更高的带宽,在内存控制器中使用双通道技术是一个理想的办法,
所谓双通道就是让两组内存并行运作,内存的总位宽提高一倍,带宽也随之提高了一倍!
带宽可以说是内存性能最主要的标志,业界也以内存带宽作为主要的分类标准,但
它并非决定性能的唯一要素,在实际应用中,内存延迟的影响并不亚于带宽.如果延迟
时间太长的话相当不利,此时即便带宽再高也无济于事.
四, 带宽匹配的问题
计算机系统中存在形形色色的总线,这不可避免带来总线速度匹配问题,其中最常
出问题的地方在于前端总线和内存,南北桥总线和PCI总线.
前端总线与内存匹配与否对整套系统影响最大,最理想的情况是前端总线带宽与内
存带宽相等,而且内存延迟要尽可能低.在Pentium4刚推出的时候,Intel采用RDRAM
内存以达到同前端总线匹配,但RDRAM成本昂贵,严重影响推广工作,Intel曾推出搭
配PC133 SDRAM的845芯片组,但SDRAM仅能提供1.06GB/s的带宽,仅相当于400MHz
前端总线带宽的1/3,严重不匹配导致系统性能大幅度下降;后来,Intel推出支持
DDR266的845D才勉强好转,但仍未实现与前端总线匹配;接着,Intel将P4前端总线
提升到533MHz,带宽增长至5.4GB/s,虽然配套芯片组可支持DDR333内存,可也仅能
满足1/2而已;现在,P4的前端总线提升到800MHz,而配套的865/875P芯片组可支持
双通道DDR400——这个时候才实现匹配的理想状态,当然,这个时候继续提高内存带宽
意义就不是特别大,因为它超出了前端总线的接收能力.
南北桥总线带宽曾是一个尖锐的问题,早期的芯片组都是通过PCI总线来连接南北
桥,而它所能提供的带宽仅仅只有133MB/s,若南桥连接两个ATA-100硬盘,100M网络,
IEEE1394接口......区区133MB/s带宽势必形成严重的瓶颈,为此,各芯片组厂商都发
展出不同的南北桥总线方案,如Intel的Hub-Link,VIA的V-Link,SiS 的MuTIOL,
还有AMD的 HyperTransport等等,目前它们的带宽都大大超过了133MB/s,最高纪录
已超过1GB/s,瓶颈效应已不复存在.
PCI总线带宽不足还是比较大的矛盾,目前PC上使用的PCI总线均为32位,33MHz
类型,带宽133MB/s,而这区区133MB/s必须满足网络,硬盘控制卡(如果有的话)之
类的扩展需要,一旦使用千兆网络,瓶颈马上出现,业界打算自2004年开始以PCI
Express总线来全面取代PCI总线,届时PCI带宽不足的问题将成为历史.
五, 显示器中的带宽
以上我们所说的"带宽"指的都是速度概念,但对CRT显示器来说,它所指的带宽
则是频率概念,属于电路范畴,更符合"带宽"本来的含义.
要了解显示器带宽的真正含义,必须简单介绍一下CRT显示器的工作原理——由灯
丝,阴极,控制栅组成的电子枪,向外发射电子流,这些电子流被拥有高电压的加速器
加速后获得很高的速度,接着这些高速电子流经过透镜聚焦成极细的电子束打在屏幕的
荧光粉层上,而被电子束击中的地方就会产生一个光点;光点的位置由偏转线圈产生的
磁场控制,而通过控制电子束的强弱和通断状态就可以在屏幕上形成不同颜色,不同灰
度的光点——在某一个特定的时刻,整个屏幕上其实只有一个点可以被电子束击中并发
光.为了实现满屏幕显示,这些电子束必须从左到右,从上到下一个一个象素点进行扫
描,若要完成800×600分辨率的画面显示,电子枪必须完成800×600=480000个点的
顺序扫描.由于荧光粉受到电子束击打后发光的时间很短,电子束在扫描完一个屏幕后
必须立刻再从头开始——这个过程其实十分短暂,在一秒钟时间电子束往往都能完成超
过85个完整画面的扫描,屏幕画面更新85次,人眼无法感知到如此小的时间差异会"误
以为"屏幕处于始终发亮的状态.而每秒钟屏幕画面刷新的次数就叫场频,或称为屏幕
的垂直扫描频率,以Hz(赫兹)为单位,也就是我们俗称的"刷新率".以800×600
分辨率,85Hz刷新率计算,电子枪在一秒钟至少要扫描800×600×85=40800000个点的
显示;如果将分辨率提高到1024×768,将刷新率提高到100Hz,电子枪要扫描的点数
将大幅提高.
按照业界公认的计算方法,显示器带宽指的就是显示器的电子枪在一秒钟内可扫描
的最高点数总和,它等于"水平分辨率×垂直分辨率×场频(画面刷新次数)",单位
为MHz(兆赫);由于显像管电子束的扫描过程是非线性的,为避免信号在扫描边缘出现
衰减影响效果,保证图像的清晰度,总是将边缘扫描部分忽略掉,但在电路中它们依然
是存在的.因此,我们在计算显示器带宽的时候还应该除一个取值为0.6~0.8 的"有效
扫描系数",故得出带宽计算公式如下:"带宽=水平像素(行数)×垂直像素(列数)
×场频(刷新频率)÷扫描系数".扫描系数一般取为0.744.例如,要获得分辨率
1024×768,刷新率85Hz的画面,所需要的带宽应该等于:1024×768×85÷0.744,结
果大约是90MHz.
不过,这个定义并不符合带宽的原意,称之为"像素扫描频率"似乎更为贴切.带
宽的 最初概念确实也是电路中的问题——简单点说就是:在"带宽"这个频率宽度之
内,放大器可以处于良好的工作状态,如果超出带宽范围,信号会很快出现衰减失真现
象.从本质上说,显示器的带宽描述的也是控制电路的频率范围,带宽高低直接决定显
示器所能达到的性能等级.由于前文描述的"像素扫描频率"与控制电路的"带宽"基
本是成正比关系,显示器厂商就干脆把它当作显示器的"带宽"——这种做法当然没有
什么错,只是容易让人产生认识上的误区.当然,从用户的角度考虑没必要追究这么多,
毕竟以"像素扫描频率"作为"带宽"是很合乎人们习惯的,大家可方便使用公式计算
出达到某种显示状态需要的最低带宽数值.
但是反过来说,"带宽数值完全决定着屏幕的显示状态"是否也成立呢 答案是不
完全成立,因为屏幕的显示状态除了与带宽有关系之外,还与一个重要的概念相关——
它就是"行频".行频又称为"水平扫描频率",它指的是电子枪每秒在荧光屏上扫描
过的水平线数量,计算公式为:"行频=垂直分辨率×场频(画面刷新率)×1.07",
其中1.07为校正参数,因为显示屏上下方都存在我们看不到的区域.可见,行频是一
个综合分辨率和刷新率的参数,行频越大,显示器就可以提供越高的分辨率或者刷新率.
例如,1台17寸显示器要在1600×1200分辨率下达到75Hz的刷新率,那么带宽值至少
需要221MHz,行频则需要96KHz,两项条件缺一不可;要达到这么高的带宽相对容易,
而要达到如此高的行频就相当困难,后者成为主要的制约因素,而出于商业因素考虑,
显示器厂商会突出带宽而忽略行频,这种宣传其实是一种误导.
六, 通讯中的带宽
在通讯和网络领域,带宽的含义又与上述定义存在差异,它指的是网络信号可使用
的最高频率与最低频率之差,或者说是"频带的宽度",也就是所谓的"Bandwidth",
"信道带宽"——这也是最严谨的技术定义.
在100M以太网之类的铜介质布线系统中,双绞线的信道带宽通常用MHz为单位,
它指的是信噪比恒定的情况下允许的信道频率范围,不过,网络的信道带宽与它的数据
传输能力(单位Byte/s)存在一个稳定的基本关系.我们也可以用高速公路来作比喻:
在高速路上,它所能承受的最大交通流量就相当于网络的数据运输能力,而这条高速路
允许形成的宽度就相当于网络的带宽.显然,带宽越高,数据传输可利用的资源就越多,
因而能达到越高的速度;除此之外,我们还可以通过改善信号质量和消除瓶颈效应实现
更高的传输速度.
网络带宽与数据传输能力的正比关系最早是由贝尔实验室的工程师Claude
Shannon所发现,因此这一规律也被称为Shannon定律.而通俗起见普遍也将网络的数
据传输能力与"网络带宽"完全等同起来,这样"网络带宽"表面上看与"总线带宽"
形成概念上的统一,但这两者本质上就不是一个意思,相差甚远.
七, 总结:带宽与性能
对总线和内存来说,带宽高低对系统性能有着举足轻重的影响——倘若总线,内存
的带宽不够高的话,处理器的工作频率再高也无济于事,因此带宽可谓是与频率并立的
两大性能决定要素.而对CRT显示器而言,带宽越高,往往可以获得更高的分辨率,显
示精度越高,不过现在CRT显示器的带宽都能够满足标准分辨率下85Hz刷新率或以上
的显示需要(相信没有太多的朋友喜欢用非常高的分辨率去运行程序或者游戏),这样
带宽高低就不是一个太敏感的参数了,当然,如果你追求高显示品质那是另一回事了.

9. 网络带宽是么子意思啦

在各类电子设备和元器件中,我们都可以接触到带宽的概念,例如我们熟知的显示
器的带宽,内存的带宽,总线的带宽和网络的带宽等等;对这些设备而言,带宽是一个
非常重要的指标.不过容易让人迷惑的是,在显示器中它的单位是MHz,这是一个频率
的概念;而在总线和内存中的单位则是GB/s,相当于数据传输率的概念;而在通讯领域,
带宽的描述单位又变成了MHz,GHz……这两种不同单位的带宽表达的是同一个内涵么
二者存在哪些方面的联系呢 本文就带你走入精彩的带宽世界.
一, 带宽的两种概念
如果从电子电路角度出发,带宽(Bandwidth)本意指的是电子电路中存在一个固
有通频带,这个概念或许比较抽象,我们有必要作进一步解释.大家都知道,各类复杂
的电子电路无一例外都存在电感,电容或相当功能的储能元件,即使没有采用现成的电
感线圈或电容,导线自身就是一个电感,而导线与导线之间,导线与地之间便可以组成
电容——这就是通常所说的杂散电容或分布电容;不管是哪种类型的电容,电感,都会
对信号起着阻滞作用从而消耗信号能量,严重的话会影响信号品质.这种效应与交流电
信号的频率成正比关系,当频率高到一定程度,令信号难以保持稳定时,整个电子电路
自然就无法正常工作.为此,电子学上就提出了"带宽"的概念,它指的是电路可以保
持稳定工作的频率范围.而属于该体系的有显示器带宽,通讯/网络中的带宽等等.
而第二种带宽的概念大家也许会更熟悉,它所指的其实是数据传输率,譬如内存带
宽,总线带宽,网络带宽等等,都是以"字节/秒"为单位.我们不清楚从什么时候起
这些数据传输率的概念被称为"带宽",但因业界与公众都接受了这种说法,代表数据
传输率的带宽概念非常流行,尽管它与电子电路中"带宽"的本意相差很远.
对于电子电路中的带宽,决定因素在于电路设计.它主要是由高频放大部分元件的
特性决定,而高频电路的设计是比较困难的部分,成本也比普通电路要高很多.这部分
内容涉及到电路设计的知识,对此我们就不做深入的分析.而对于总线,内存中的带宽,
决定其数值的主要因素在于工作频率和位宽,在这两个领域,带宽等于工作频率与位宽
的乘积,因此带宽和工作频率,位宽两个指标成正比.不过工作频率或位宽并不能无限
制提高,它们受到很多因素的制约,我们会在接下来的总线,内存部分对其作专门论述.
二, 总线中的带宽
在计算机系统中,总线的作用就好比是人体中的神经系统,它承担的是所有数据传
输的职责,而各个子系统间都必须籍由总线才能通讯,例如,CPU和北桥间有前端总线,
北桥与显卡间为AGP总线,芯片组间有南北桥总线,各类扩展设备通过PCI,PCI-X总
线与系统连接;主机与外部设备的连接也是通过总线进行,如目前流行的USB 2.0,
IEEE1394总线等等,一句话,在一部计算机系统内,所有数据交换的需求都必须通过总
线来实现!
按照工作模式不同,总线可分为两种类型,一种是并行总线,它在同一时刻可以传
输多位数据,好比是一条允许多辆车并排开的宽敞道路,而且它还有双向单向之分;另
一种为串行总线,它在同一时刻只能传输一个数据,好比只容许一辆车行走的狭窄道路,
数据必须一个接一个传输,看起来仿佛一个长长的数据串,故称为"串行".
并行总线和串行总线的描述参数存在一定差别.对并行总线来说,描述的性能参数
有以下三个:总线宽度,时钟频率,数据传输频率.其中,总线宽度就是该总线可同时
传输数据的位数,好比是车道容许并排行走的车辆的数量;例如,16位总线在同一时刻
传输的数据为16位,也就是2个字节;而32位总线可同时传输4个字节,64位总线可
以同时传输8个字节......显然,总线的宽度越大,它在同一时刻就能够传输更多的数
据.不过总线的位宽无法无限制增加.时钟频率和数据传输频率的概念在上一期的文章
中有过详细介绍,我们就不作赘述.
总线的带宽指的是这条总线在单位时间内可以传输的数据总量,它等于总线位宽与
工作频率的乘积.例如,对于64位,800MHz的前端总线,它的数据传输率就等于
64bit×800MHz÷8(Byte)=6.4GB/s;32位,33MHz PCI总线的数据传输率就是
32bit×33MHz÷8=133MB/s,等等,这项法则可以用于所有并行总线上面——看到这里,
读者应该明白我们所说的总线带宽指的就是它的数据传输率,其实"总线带宽"的概念
同"电路带宽"的原始概念已经风马牛不相及.
对串行总线来说,带宽和工作频率的概念与并行总线完全相同,只是它改变了传统
意义上的总线位宽的概念.在频率相同的情况下,并行总线比串行总线快得多,那么,
为什么现在各类并行总线反而要被串行总线接替呢 原因在于并行总线虽然一次可以
传输多位数据,但它存在并行传输信号间的干扰现象,频率越高,位宽越大,干扰就越
严重,因此要大幅提高现有并行总线的带宽是非常困难的;而串行总线不存在这个问题,
总线频率可以大幅向上提升,这样串行总线就可以凭借高频率的优势获得高带宽.而为
了弥补一次只能传送一位数据的不足,串行总线常常采用多条管线(或通道)的做法实
现更高的速度——管线之间各自独立,多条管线组成一条总线系统,从表面看来它和并
行总线很类似,但在内部它是以串行原理运作的.对这类总线,带宽的计算公式就等于
"总线频率×管线数",这方面的例子有PCI Express和HyperTransport,前者有×1,
×2,×4,×8,×16和×32多个版本,在第一代PCI Express技术当中,单通道的单
向信号频率可达2.5GHz,我们以×16举例,这里的16就代表16对双向总线,一共64
条线路,每4条线路组成一个通道,二条接收,二条发送.这样我们可以换算出其总线
的带宽为2.5GHz×16/10=4GB/s(单向).除10是因为每字节采用10位编码.
三, 内存中的带宽
除总线之外,内存也存在类似的带宽概念.其实所谓的内存带宽,指的也就是内存
总线所能提供的数据传输能力,但它决定于内存芯片和内存模组而非纯粹的总线设计,
加上地位重要,往往作为单独的对象讨论.
SDRAM,DDR和DDRⅡ的总线位宽为64位,RDRAM的位宽为16位.而这两者在结构
上有很大区别:SDRAM,DDR和DDRⅡ的64位总线必须由多枚芯片共同实现,计算方法
如下:内存模组位宽=内存芯片位宽×单面芯片数量(假定为单面单物理BANK);如果
内存芯片的位宽为8位,那么模组中必须,也只能有8颗芯片,多一枚,少一枚都是不
允许的;如果芯片的位宽为4位,模组就必须有16颗芯片才行,显然,为实现更高的
模组容量,采用高位宽的芯片是一个好办法.而对RDRAM来说就不是如此,它的内存总
线为串联架构,总线位宽就等于内存芯片的位宽.
和并行总线一样,内存的带宽等于位宽与数据传输频率的乘积,例如,DDR400内存
的数据传输频率为400MHz,那么单条模组就拥有64bit×400MHz÷8(Byte)=3.2GB/s的
带宽;PC 800标准RDRAM的频率达到800MHz,单条模组带宽为16bit×800MHz÷
8=1.6GB/s.为了实现更高的带宽,在内存控制器中使用双通道技术是一个理想的办法,
所谓双通道就是让两组内存并行运作,内存的总位宽提高一倍,带宽也随之提高了一倍!
带宽可以说是内存性能最主要的标志,业界也以内存带宽作为主要的分类标准,但
它并非决定性能的唯一要素,在实际应用中,内存延迟的影响并不亚于带宽.如果延迟
时间太长的话相当不利,此时即便带宽再高也无济于事.
四, 带宽匹配的问题
计算机系统中存在形形色色的总线,这不可避免带来总线速度匹配问题,其中最常
出问题的地方在于前端总线和内存,南北桥总线和PCI总线.
前端总线与内存匹配与否对整套系统影响最大,最理想的情况是前端总线带宽与内
存带宽相等,而且内存延迟要尽可能低.在Pentium4刚推出的时候,Intel采用RDRAM
内存以达到同前端总线匹配,但RDRAM成本昂贵,严重影响推广工作,Intel曾推出搭
配PC133 SDRAM的845芯片组,但SDRAM仅能提供1.06GB/s的带宽,仅相当于400MHz
前端总线带宽的1/3,严重不匹配导致系统性能大幅度下降;后来,Intel推出支持
DDR266的845D才勉强好转,但仍未实现与前端总线匹配;接着,Intel将P4前端总线
提升到533MHz,带宽增长至5.4GB/s,虽然配套芯片组可支持DDR333内存,可也仅能
满足1/2而已;现在,P4的前端总线提升到800MHz,而配套的865/875P芯片组可支持
双通道DDR400——这个时候才实现匹配的理想状态,当然,这个时候继续提高内存带宽
意义就不是特别大,因为它超出了前端总线的接收能力.
南北桥总线带宽曾是一个尖锐的问题,早期的芯片组都是通过PCI总线来连接南北
桥,而它所能提供的带宽仅仅只有133MB/s,若南桥连接两个ATA-100硬盘,100M网络,
IEEE1394接口......区区133MB/s带宽势必形成严重的瓶颈,为此,各芯片组厂商都发
展出不同的南北桥总线方案,如Intel的Hub-Link,VIA的V-Link,SiS 的MuTIOL,
还有AMD的 HyperTransport等等,目前它们的带宽都大大超过了133MB/s,最高纪录
已超过1GB/s,瓶颈效应已不复存在.
PCI总线带宽不足还是比较大的矛盾,目前PC上使用的PCI总线均为32位,33MHz
类型,带宽133MB/s,而这区区133MB/s必须满足网络,硬盘控制卡(如果有的话)之
类的扩展需要,一旦使用千兆网络,瓶颈马上出现,业界打算自2004年开始以PCI
Express总线来全面取代PCI总线,届时PCI带宽不足的问题将成为历史.
五, 显示器中的带宽
以上我们所说的"带宽"指的都是速度概念,但对CRT显示器来说,它所指的带宽
则是频率概念,属于电路范畴,更符合"带宽"本来的含义.
要了解显示器带宽的真正含义,必须简单介绍一下CRT显示器的工作原理——由灯
丝,阴极,控制栅组成的电子枪,向外发射电子流,这些电子流被拥有高电压的加速器
加速后获得很高的速度,接着这些高速电子流经过透镜聚焦成极细的电子束打在屏幕的
荧光粉层上,而被电子束击中的地方就会产生一个光点;光点的位置由偏转线圈产生的
磁场控制,而通过控制电子束的强弱和通断状态就可以在屏幕上形成不同颜色,不同灰
度的光点——在某一个特定的时刻,整个屏幕上其实只有一个点可以被电子束击中并发
光.为了实现满屏幕显示,这些电子束必须从左到右,从上到下一个一个象素点进行扫
描,若要完成800×600分辨率的画面显示,电子枪必须完成800×600=480000个点的
顺序扫描.由于荧光粉受到电子束击打后发光的时间很短,电子束在扫描完一个屏幕后
必须立刻再从头开始——这个过程其实十分短暂,在一秒钟时间电子束往往都能完成超
过85个完整画面的扫描,屏幕画面更新85次,人眼无法感知到如此小的时间差异会"误
以为"屏幕处于始终发亮的状态.而每秒钟屏幕画面刷新的次数就叫场频,或称为屏幕
的垂直扫描频率,以Hz(赫兹)为单位,也就是我们俗称的"刷新率".以800×600
分辨率,85Hz刷新率计算,电子枪在一秒钟至少要扫描800×600×85=40800000个点的
显示;如果将分辨率提高到1024×768,将刷新率提高到100Hz,电子枪要扫描的点数
将大幅提高.
按照业界公认的计算方法,显示器带宽指的就是显示器的电子枪在一秒钟内可扫描
的最高点数总和,它等于"水平分辨率×垂直分辨率×场频(画面刷新次数)",单位
为MHz(兆赫);由于显像管电子束的扫描过程是非线性的,为避免信号在扫描边缘出现
衰减影响效果,保证图像的清晰度,总是将边缘扫描部分忽略掉,但在电路中它们依然
是存在的.因此,我们在计算显示器带宽的时候还应该除一个取值为0.6~0.8 的"有效
扫描系数",故得出带宽计算公式如下:"带宽=水平像素(行数)×垂直像素(列数)
×场频(刷新频率)÷扫描系数".扫描系数一般取为0.744.例如,要获得分辨率
1024×768,刷新率85Hz的画面,所需要的带宽应该等于:1024×768×85÷0.744,结
果大约是90MHz.
不过,这个定义并不符合带宽的原意,称之为"像素扫描频率"似乎更为贴切.带
宽的 最初概念确实也是电路中的问题——简单点说就是:在"带宽"这个频率宽度之
内,放大器可以处于良好的工作状态,如果超出带宽范围,信号会很快出现衰减失真现
象.从本质上说,显示器的带宽描述的也是控制电路的频率范围,带宽高低直接决定显
示器所能达到的性能等级.由于前文描述的"像素扫描频率"与控制电路的"带宽"基
本是成正比关系,显示器厂商就干脆把它当作显示器的"带宽"——这种做法当然没有
什么错,只是容易让人产生认识上的误区.当然,从用户的角度考虑没必要追究这么多,
毕竟以"像素扫描频率"作为"带宽"是很合乎人们习惯的,大家可方便使用公式计算
出达到某种显示状态需要的最低带宽数值.
但是反过来说,"带宽数值完全决定着屏幕的显示状态"是否也成立呢 答案是不
完全成立,因为屏幕的显示状态除了与带宽有关系之外,还与一个重要的概念相关——
它就是"行频".行频又称为"水平扫描频率",它指的是电子枪每秒在荧光屏上扫描
过的水平线数量,计算公式为:"行频=垂直分辨率×场频(画面刷新率)×1.07",
其中1.07为校正参数,因为显示屏上下方都存在我们看不到的区域.可见,行频是一
个综合分辨率和刷新率的参数,行频越大,显示器就可以提供越高的分辨率或者刷新率.
例如,1台17寸显示器要在1600×1200分辨率下达到75Hz的刷新率,那么带宽值至少
需要221MHz,行频则需要96KHz,两项条件缺一不可;要达到这么高的带宽相对容易,
而要达到如此高的行频就相当困难,后者成为主要的制约因素,而出于商业因素考虑,
显示器厂商会突出带宽而忽略行频,这种宣传其实是一种误导.
六, 通讯中的带宽
在通讯和网络领域,带宽的含义又与上述定义存在差异,它指的是网络信号可使用
的最高频率与最低频率之差,或者说是"频带的宽度",也就是所谓的"Bandwidth",
"信道带宽"——这也是最严谨的技术定义.
在100M以太网之类的铜介质布线系统中,双绞线的信道带宽通常用MHz为单位,
它指的是信噪比恒定的情况下允许的信道频率范围,不过,网络的信道带宽与它的数据
传输能力(单位Byte/s)存在一个稳定的基本关系.我们也可以用高速公路来作比喻:
在高速路上,它所能承受的最大交通流量就相当于网络的数据运输能力,而这条高速路
允许形成的宽度就相当于网络的带宽.显然,带宽越高,数据传输可利用的资源就越多,
因而能达到越高的速度;除此之外,我们还可以通过改善信号质量和消除瓶颈效应实现
更高的传输速度.
网络带宽与数据传输能力的正比关系最早是由贝尔实验室的工程师Claude
Shannon所发现,因此这一规律也被称为Shannon定律.而通俗起见普遍也将网络的数
据传输能力与"网络带宽"完全等同起来,这样"网络带宽"表面上看与"总线带宽"
形成概念上的统一,但这两者本质上就不是一个意思,相差甚远.
七, 总结:带宽与性能
对总线和内存来说,带宽高低对系统性能有着举足轻重的影响——倘若总线,内存
的带宽不够高的话,处理器的工作频率再高也无济于事,因此带宽可谓是与频率并立的
两大性能决定要素.而对CRT显示器而言,带宽越高,往往可以获得更高的分辨率,显
示精度越高,不过现在CRT显示器的带宽都能够满足标准分辨率下85Hz刷新率或以上
的显示需要(相信没有太多的朋友喜欢用非常高的分辨率去运行程序或者游戏),这样
带宽高低就不是一个太敏感的参数了,当然,如果你追求高显示品质那是另一回事了.