111111 / Тех. Средства / зачет №2 и экзамен / Shpora TC

Оперативная память

Оперативка относится к кратковременной памяти. Память применяема для кратковременного хранения инструкций и данных компьютерных систем.

RAM - память с произвольным доступом. Обращение происходит в любой момент времени с прямым выбором ячейки.

1) Статическая (SRAM)

2) Динамическая

Динамическая память - значение бита инфы в ячейке определяется наличием или отсутствием заряда на конденсаторе, управляемый 1 и 2 транзисторами.

В статической памяти применяются спец элементы “тритеры” имеющих 2 состояния (вкл – откр, выкл. – закр) на 4 – 6 транзисторах.

Модули динамической памяти используют в качестве основной памяти видео память, а статическую – КЭШа.

Быстродействие определяется временем на выполнение чтения-записи данных.

Время доступа определяется как задержка появления действительных данных, на выходе из памяти относительно начала цикла чтения. Длительность цикла определяется как минимальный период друг за другом обращений к памяти. Циклы чтения записи могут быть разными по продолжительности. Цикл обращений, кроме ( ) фазы самого доступа, входит фаза восстановления , т.е возврата памяти в исходное состояние.

Банком называют комплект микрух или модулей обеспечивающие требуемые для данной системы разрядность хранения данных.

Если устанавлиемый объём памяти набирается несколькими банками, то можно увеличить производительность – за счёт чередования банков.

Идея в следующем: Смежные блоки данных, разрядность которых соответствует разрядности банков, располагаются в разных банках.

КЭШ память

Основная идея КЭШ памяти проста – в ней находятся слова, которые чаще используются.

Если процессору нужно какое-нибудь слово данных, сначала он обращается к КЭШ памяти. Если это слово там есть то считывание происходит с КЭШ памяти. Если нет (КЭШ мисс) то процессор обращается к основной памяти.

В основе всех систем КЭШ памяти лежит так называемый принцип локальности – при последнем обращении к памяти – в течении некоторого времени, используется небольшой участок. Идея состоит в следующем: Когда определённое слово вызывается, оно вместе с соседними словами переводится в КЭШ что позволяет быстро обращаться к следующим словам.

Блоки КЭШ памяти называются – КЭШ-лайн (строки). Строки КЭШ памяти используются в пакетном режиме.

DDR

Новый модуль памяти DDR-SD-RAM является улучшенным вариантом SD-RAM.Микруха типа DDR

Могут передавать и принимать данные по восходящему и исходящему контакту.

Однако в DDR команды и адреса передаются по восходящему фронту:SD-RAM – 100,DDR – 200,DDR – 400

Принцип работы: основное отличие в том, что за 1 цикл происходит 2 обращения к данным, по исходящему-восходящему фронту импульса тактового сигнала системной шины, т.е. запись, производится дважды DDR-SD-RAM – управляет инверсными тактовыми сигналами

Модули динамической памяти:Sim 72, Dimm – 168

Динамическая память - получила имя от принципа действий запоминания ячеек. При записи лог-ой 1 ячеек конденсатор заряжается при записи “0” разряжается. Схема считывания разряжает через себя конденсатор, если заряд был не “0” и выставляет на выходе “1”, а за тем подзаряжает конденсатор до прежнего уровня. При отсутствии обращений конденсатор разряжается и инфа теряется , поэтому она требует периодического обращения.

обычная D-RAM – синхронная память работает асинхронно системной шине. Для осинхроной работы D-RAM предусмотрено спец.устройство – для генерации сигналов с необходимой частотой.

Основы работы D-RAM

Запоминающие ячейки микрухи D-RAM организованы в виде 2х мерной матрицы. Стробируется по спаду импульса #RAS и #CAS.

Сначала RAS, а потом CAS подаёт сигнал.

Состав сигнала микрухи D-RAM

RAS - Сигнал выборки адреса строки: По спаду сигнала начинается любой Низкий уровень сохраняется на всё время цикла. Перед началом нового цикла , надо чтоб сигнал находился на высоком уровне

CAS - Сигнал выборки столбца. По спаду начинается цикл записи или чтения. Минимальная длительность определяется спецификацией быстродействия памяти. Минимальная длительность неактивного состояния между циклами (Выс. уровень) должна быть не менее

Времени предварительного заряда #CAS

MAI - Мультификсированные: Во время спада сигнала RAS, на этих линиях присутствует адрес строки. Во время спада CAS адрес столбца, адрес должен устанавливаться до спада сигнала

и удерживаться ещё некоторое время

WE - Разрешение записи: Данные, записываются в выбранною ячейку либо по спаду CAS при низком уровне сигнала и разрешает записи (ранняя запись) либо по спаду сигнала, при низком уровне CAS(задержка записи)

Микруха D-RAM имеет много разных временных параметров:

1)Время доступа Trac – задержка появления действительных данных на выходе относительно спада импульса Основной параметр измеряется либо в единицах, либо в нано секундах…

3) Время цикла – минимальный период между началами соседних циклов обращения (TWC и TRC)

Длительность сигналов RAS и CAS - Минимальная длительность активной части стробирующих сигналов

Время предварительного заряда RAS и CAS - Миним время прохождения соответствующих сигналов в неактивном состоянии

- Время задержки между импульсами RAS и CAS (TRCD)

- Задержка данных относительно импульсов (TCAC)

Регенерация

Поскольку обращения записи или чтения к различным ячейкам обычно происходит в случайном порядке то для поддержания сохранности данных применяется регенерация – регулярный циклический перебор ячеек памяти с холостыми циклами. Максимальный период обращения к строке для гарантированного сохранения информации у современной памяти является 8-64 миллисекунды

В зависимости от объема и организации матрицы для однократной регенерации всего объема требуется – 512,1024,2048,4096

При распределённой регенерации, одиночные циклы регенерации выполняются равномерно с периодом TRF

Возможна так же пакетная регенерация – когда все циклы собираются в пакет ,в это время обращения к памяти при чтении блокируются

Режим FPM – режим быстрого страничного обмена позволяет повысить быстродействие памяти при последовательном обращении к ячейкам матрицы. В этом режиме экономится время за счёт исключения фазы выдачи строки из цикла чтения-записи. В этом случае адрес строки на шине выставляет 1 раз и сигнал RAS удерживается на низком уровне на время всех последующих циклов обращения , как записи так и чтения.

Синхронная память SD-RAM – модули динамической памяти

Синхронная память согласно спецификации SD-RAM все команды и обмены данными по шине памяти происходят синхронно с тактовыми импульсами системной шины.

По составу сигнала SD-RAM похож на обычную динамическую память, есть код синхронизации, сигналы DAS#,CAS#,WE#,CS#

Все сигналы стробируются по положительному перепаду импульса синхронизации, комбинация управляющих сигналов кодирует определённую команду

Данные для 1 передачи пакета данных устанавливается вместе с командой WR. В следующих тактах передаются данные. Первые данные пакета чтения появляются на шине через определённое кол-во тактов после команды. Это число определяет время доступа тактовой частотой, остальные данные пакета, выдаются в последующих данных .Отличие от динамической памяти – в положительных перепадах.

Решетчатая модуляция (трели-с кодирование) – это метод, который позволяет, увеличить количество точек состояния и повысить скорость передачи данных.

Суть: Сначала используют заведомо большую, чем надо диаграмму, что позволяет передать больше бит информации за 1 под, в результате точки ложатся близко друг от друга, но не все точки состояние делают разрешёнными. Инфа с тем какие точки состояния разрешены передаётся в доп. битах

Принимающий модем определяет амплитуду и фазу и пытается подобрать к ним наиболее идеальньную точку состояния, если точка разрешена значит всё правильно. Если не правильно – значит, произошла ошибка и принимающий модем начинает перепроверять другие точки состояния. На качественных линиях выигрыша нет, но на реальных линиях с большим количеством помех выигрыш достаточно высок.

Трейлис-кодирование в модемах было введено в протоколах V32.

Модемы

Устройство предназначено для обмена инфой между удалёнными компами по каналам связи – принято называть модемом.

Передача производится так – цифровые данные, поступающие в модем из компа преобразуются в звуковые сигналы путём модуляции в соответствии с выбранным протоколом и стандартом и направляются в телефонную линию.Модем-приёмник понимающий данные протокола осуществляет обратные преобразования и восстановленные данные пересылает в свой комп.

Виды модуляции

• Частотная – это когда нули передаются сигналом одной частоты, а единицы другой. Этот вид модуляции был закреплён стандартом V21.Раньше применялся для передачи данных, теперь для установки связи между двумя модемами.

• Амплитудная – это когда нули передаются сигналом одной громкости, а единицы другой. В современных модемах используют вместе с фазовой модуляцией, что бы передать по больше информации

• Фазовая – метод фазовой модуляции основан том что если 2 гармонических сигнала имеют сдвиг по фазе то этот сдвиг можно обнаружить ,измерить, и использовать для передачи данных.Этот метод позволяет лучше выделить полезные данные на фоне шума чем остальные и он более устойчив к помехам.

Фазовые диаграммы – это графический способ представления Ф.Р.М кодирования, она строится на так называемой фазовой плоскости и имеет полярную систему координат

Угол поворота соответствует фазовому сдвигу сигнала. А модуль радиус вектора соответствует амплитуде сигнала. Точки на диаграмме соответствующие состоянию сигнала в тот или иной момент времени – точки состояния

Амплитудно-фазовая – сочетание двух типов – её цель на фазовой диаграмме создать как можно больше удалённых друг от друга точек.В зависимости от числа точек различают: КАМ – 4,8,16

СКАНЕРЫ

Важнейшей частью любого сканера является матрица. Матрица трансформирует яркость и цвет различая в в аналоговые электра сигналы. Большинство современных сканеров на матрице 2х типов

CCD – особенности-высокая разрешающая способность, Большой срок службы,Высокое качество,Большая глубина резкости ,Возможность работы со слайд адаптерами

Недостатки - Сравнительно высокая стоимость,Необходим прогрев,Необходим доп источник питания, большие габариты

В сканере имеется подвижная каретка, на которой установлена лампа и система зеркал. Каретка перемещается по средствам шагового двигателя. Свет отражается от оригинала и фокусирующих линз и попадает на матрицу состоящую из датчиков вырабатывающих электросигналы. Эти датчики основаны на светочувствительности с приборами ПЗС. На поверхности ПЗС образуется электрозаряд, пропорциональный интенсивности света.

Множество ПЗС датчиков располагаются прямо на одной линейке. Электро сигнал на выходе ПЗС является аналоговой величиной, которая преобразуется в цифровую форму и передаётся в комп. На каждом шаге перемещения каретки сканер считывает одну горизонтальную полоску разбитую на пиксели которая определяется количеством ПЗС датчиков.

В цветных сканерах используется 3х мерная матрица ПЗС и подсветка калиброванным белым светом.

Каждый ряд матрицы предназначен для восприятия базовых соответствующих цветов (красный, синий, зелёный).

Для изменения света используется призма белого света или спец фильтр на линейке ПЗС.

V21 – описывает требование к модемам рассчитанным на скорость 300б/с.Сейчас используется для соединения. Протокол V21 поддерживает дуплексный режим (отправка и получение данных одновременно). Существует полудуплексные – данные отправляются и получаются по очереди.

Разделение входящего и исходящего сигнала в модемах с V21 производится по частотным каналам. Нули кодируются частотой 1180Гц единицы 980Гц. Вызываемый модем передаёт данные на более высокой частоте “0” – 1850 , “1” – 1650Гц.

V22 – введены принципы фазовой модуляции, что дало возможность поднять производительность - 1200б/с, это дуплексный протокол, модемы работают на разных частотных каналах.

Вызывающий на нижнем (1200Гц) – Вызываемый на верхней (2400)

Модуляционная скорость 600 БОД.Режим модуляции может быть 2х позиционным или 4х позиционным.

V22vis – имеет такие характеристики по частоте и модуляционной скорости. Однако используется другой тип (вид) модуляции, что позволяет увеличить количество точек на диаграмме состояния.

У модемов V22vis – 2 состояния 1) КАМ 4 – 1200б/сек2) КАМ 16 2400 б/сек

V32 – модемы поддерживающие этот протокол работают в дуплексном режиме с эхопоглощением, на частоте 1800Гц (ТСМ 32,КАМ 16)

Treilis codec modulation – максимальная информационная скорость 9600 б/сек

V32vis – отличия в поддержке 14400б/сек. Основана на 128 позиционной диаграмме.

V34, V34 pis (28000,33600) – особенность – могут работать на одной из нескольких модуляционных скоростей (2400,2800,3000,3200Гц). Выбор на какой скорости работать определяется во время переговоров по протоколу V8 и во многом зависит от физических свойств соединений.

Слайд адаптер – спец.приставка позволяющая сканировать прозрачные материалы. Сканирование прозрачных материалов происходит при прохождении а не отражении света.

Главная цель применения слайд адаптера заключается – в изменении положения источника света.

Типы Сканеров:

Ручной – сканирование происходит путём перемещения руки, аналогичен планшетному (портативный). Плохое качество изображения.

Листопротяжный - сканер в котором оригинал протягивается мимо не подвижной ПЗС или ЦИС матрицы. Движется лист а не матрица.

Барабанный – оригинал закрепляется на вращающемся барабане, для сканирования используется фотоэлектронный умножитель.

Слайдеровый - для сканир. слайдов, фотоплёнок , рентген снимков.

Сканер штрих-кодов – для товарных сканирований,похож на ручной.

LCD (ЖК)

Такие мониторы содержат вещества обладающих свойствами присущих кристаллам. Под действием Э.П. молекулы жидких кристаллов могут изменять свою ориентацию, т.е. изменять свойства светового луча проходящего сквозь них. В ЖК ключевую роль имеют 2 стеклянные подложки и слой жидкого кристалла между ними. В отсутствии напряжения кристаллы поворачивают плоскость полирезации проходящего и падающего света на 90 градусов.

При появлении Э.П. молекулы ЖК поворачиваются и угол поворота полирезации становится отличным от 90 градусо. Для управления ими к ним подключают электроды создавая разное Э.П. в разных зонах.

В отсутствие напряжения на сегменте углы полирезации света, после прохождения лучей ЖК и 2го полимерного фильтра совпадают, поэтому пиксель прозрачен и пропускает свет. Присутствие Э.П. поворот вектора полирезации происходит на меньший угол, тем самым 2ой фильтр становится лишь частично прозрачным для светового потока.

Если разность потенциала такова что поворота плоскости полирезации в ЖК ячейках не происходит то светлый луч полностью поглощается 2мя полирезаторами и экран выглядит чёрным.