Pourquoi une liaison série à 9 600 bauds ne transmet-elle que 960 octets par seconde ?

Pourquoi cette question : un modèle d'introduction

Le jury attend que vous expliquiez pourquoi vous avez choisi la question. Inspirez-vous de ce modèle, mais racontez votre propre parcours.

En sciences de l'ingénieur, nous avons fait communiquer une carte Arduino et un ordinateur par une liaison série réglée à 9 600 bauds. En envoyant un gros tableau de mesures, le transfert a pris bien plus de temps que ce que j'avais calculé. J'ai compris qu'une partie des bits ne transporte pas de données, et j'ai voulu calculer précisément le débit utile.

L'enjeu et les notions du programme

Calculer un débit utile et un temps de transfert par proportionnalité, en tenant compte de l'encapsulation des données.

Le plan de l'exposé en 9,5 min

1. 1. Introduction

   1 min

   Une liaison série transmet les bits un par un sur un fil, à une vitesse exprimée en bauds (symboles par seconde ; ici, un bit par symbole). Problématique : combien d'octets de données utiles passent réellement par seconde ?

2. 2. Mathématiques : rendement et temps

   4 min

   Dans le format courant « 8N1 », chaque octet est envoyé dans une trame de 10 bits : 1 bit de départ, 8 bits de données, pas de bit de parité, 1 bit d'arrêt. Le rendement vaut $\frac{8}{10}=80\%$8/10=80 %.

   À 9 600 bits par seconde : $\frac{9600}{10}=960$(9 600)/10=960 octets par seconde. À 115 200 bits par seconde : 11 520 octets par seconde.

   Temps de transfert d'un fichier de $N$N octets : $t=\frac{10N}{9600}$t=10N/(9 600). Pour 100 ko ($10^5$10⁵ octets) : environ 104 s. Si l'on avait oublié l'encadrement, on aurait calculé $\frac{8\times 10^5}{9600}\approx 83$8×10⁵/(9 600)≈83 s : 20 % d'erreur.

   Si les données sont envoyées sous forme de texte (par exemple la mesure « 1023 » suivie d'un retour à la ligne, soit 6 caractères pour une valeur qui tiendrait sur 2 octets), le rendement utile chute encore : $\frac{2}{6}$2/6 de plus. Avec un bit de parité (format 8E1), la trame passe à 11 bits.

3. 3. SI : la trame et la synchronisation

   3 min

   Le bit de départ sert à synchroniser le récepteur : la liaison n'a pas d'horloge commune, chaque octet est daté par son front de départ. Le bit d'arrêt garantit une pause avant l'octet suivant. Les deux appareils doivent être réglés sur la même vitesse : un écart de quelques pour cent suffit à décaler la lecture des derniers bits.

   Pour des volumes plus importants, on utilise des liaisons plus rapides (USB, SPI) ou l'on compresse et envoie en binaire plutôt qu'en texte. Le choix est un compromis entre simplicité, débit et robustesse.

4. 4. Conclusion

   1,5 min

   Une liaison série à 9 600 bauds ne transporte que 960 octets utiles par seconde, car chaque octet est encadré de deux bits de service : un rendement de 80 %. La proportionnalité permet de prévoir les temps de transfert et d'éviter les mauvaises surprises. J'ouvre sur les protocoles réseau, où les en-têtes réduisent aussi le débit utile.

Ce que j'écris au tableau

Pas de calculatrice ni de support numérique : un calcul clé écrit au tableau rend l'exposé concret et montre la solidité des connaissances.

Conclusion : la réponse à la question

Les questions probables du jury

Pendant les 10 minutesd'échange, le jury vous fait préciser et approfondir, sur tout le programme de vos spécialités en lien avec la question.

Les pièges qui coûtent des points

• Diviser par 8 au lieu de 10.
• Confondre bauds et octets par seconde.
• Oublier que le texte prend plus de place que le binaire.

Revoir les notions

• Information chiffrée (Seconde) →
• Fonctions affines (Seconde) →

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