CACHE
- Vyrovnávací paměť s určitou malou inteligencí
- Vyrovnávací paměti vyrovnávají: rozdílnou rychlost toku dat a šířku sběrnice
- CACHE může paměť mazat, nebo data v ní přehazovat
- paměť pouze na čtení- v CACHE jsou jen ty hodnoty, které P potřebuje jen pro čtení (pokud P vypočítá novou hodnotu nezapíše ji do CACHE ale pouze do OP)
- jestliže P chce změnit nějakou proměnou musí CACHE vytvořit volný prostor a pokud tam není vůbec žádný záznam o této proměnné jde přímo záznam z procesoru do OP
- do CACHE se ukládá proto, aby při příštím použití dat nemusel P chodit do OP ale rychleji přistupuje do CACHE
DĚLENÍ CACHE:
1) Podle přístupu:- asynchronní
- synchronní
- synchronní s BURST režimem
2) Podle způsobu vyhledávání- asociativní- z názvu přípony souboru se nejprve spustí program a poté,
v programu se spustí soubor
- vyhledávání podle obsahu (např. telefonní seznam)
- neasociativní- vyhledávání podle adres
3) Podle vztahu k OP- netransparentní- nesledují co se děje v OP
- transparentní- sleduje co se děje v OP
- jestliže se v CACHE objeví starý a špatný obsah tak ho cache smaže
4) Podle počtu položek na jedné adrese- jednocestné- jeden blok dat na jedné adrese
- dvoucestné- dva bloky dat na jedné adrese
- čtyřcestné- čtyři bloky dat na jedné adrese
- osmicestné- osm bloků dat na jedné adrese
5) Podle možnosti současného přístupu- jednoportové- jeden port na OP a jeden na P
- dvouportové- dva porty na OP a dva na P
6) Podle adresace- fyzická adresace
- virtuální
- logická
7) Podle obsahu- společné pro data a instrukce
- pouze pro data
- pouze pro instrukce
8) Podle umístění vzhledem k procesoru- vnitřní- CACHE je ve stejném pouzdru jako P
- dělení: on-die- CACHE a P mají společný čip
off-die- CACHE je na jiném čipu než P, ale ve stejném pouzdře
- vnější:- CACHE je mimo pouzdro
- řadič paměti se integruje do P
9) Podle pořadí od P- čím dál od procesoru tím je CACHE pomalejší a větší
- L1, L2, L3,…
10) Podle spolupráce s OP- write throught- modifikuje se současně CACHE, P a OP
- write back- modifikuje se pouze CACHE
CACHE procesoru 486
- ke každému klíči (K1, K2,..) patří jeden blok dat (BD1, BD2,…) a jeden komparátor (porovnává data)
- do kapacity CACHE se počítají pouze data
- data- do dat CACHE se počítají i data nablízkých adresách (od 0000 až po adresu 1111) zapisují se po 16b
- řádek- jeho hodnota znamená řádek v CACHE
- klíč- část fyzické adresy podle které dělám asociativní (srovnávací) vyhledávání
- vyskytuje se u 2 procesorových desek
M- určuje, že patřičná položka v CACHE byla modifikována (změněná)
E- exkluzivní uložení (jedinečné)- určuje, že když se data uloží na jednu CACHE tak už se neuloží do další CACHE
S- jestliže se objeví S, tak to znamená, že položka je ve více CACHE
I- invalid (neplatný)- v ostatních CACHE se musí položka zrušit
VÝPOČET VELIKOST CACHE:
Např. 22- počet bloků dat (4= 22)
24- velikost bloku (24- je zadaná)
27- počet řádků (27- je zadaná)
POSTUP:
- podle čísla řádku (7b) se vybere řádek, který je v CACHE
- poté se vezme klíč a porovná se pomocí komparátoru s klíči na daném řádku → klíč (K1,K2,…), který se rovná 21b klíči ukazuje na vlok dat (BD1,BD2,…) z tohoto bloku dat se berou data k rozhodování který blok dat se má vybrat slouží 3b RLU
- dále jsou zde 4b (I), které ukazují zda je blok dat platný nebo ne (u víceprocesorových desek se používají 4b MESI)
- nakonec se vezme blok dat (BD1, BD2,…) a sloučí se s daty (4b) → vyberou se z toho 4B dat, které jdou k P
2)GSM a xDSL, GPRS
GSM
- GSM má zachovánu zpětnou kompatibilitu s původními GSM telefony. Ve stejné době pokračuje GSM standard s vývojem schopností paketových dat přidaných do standardu pod zkratkou GPRS. Vyšší přenosové rychlosti dat byly představeny jako EDGE a UMTS (v tomto případě už se jedná o 3G).
- Plynulý hovor by měl být zajištěn až do rychlosti 200 km/hod.
- Švédská firma Ericsson oznámila, že pouhou softwarovou úpravou současných GSM sítí dokáže posunout přenosovou rychlost EDGE až na 1Mbit/s. To je přibližně trojnásobek rychlosti základní technologie, kterou používáme dnes. Vylepšení by mělo být k dispozici v roce 2009 a bude se jmenovat EDGE Evolution.
- S touto rychlostí se EDGE Evolition dostane nebezpečně blízko rychlým datům třetí generace. Úpravou se rovněž zvýší propustnost sítí pro hlasové služby. Ericsson je v současnosti dodavatelem technologie pro polovinu ze 196 EDGE sítí po celém světě. S novým vylepšením by tak mohl i nadále zpomalit nástup 3G a jejích pokročilých technologií. Na druhou stranu, pokud s EDGE Evolution přijde až za dva roky, možná už bude na nějaký zásadní převrat pozdě.
- celulární (buňkový) systém
- pracuje v pásmech 850MHz, 900MHz, 1800MHz a 1900MHz¨
- je to hlasová služba a její kódování využívá toho že se hlas moc nemění
- kódovaný hlas je rozdělen na vzorky po 20ms tj. 256bitech. Rychlost přenosu je tedy 13kb/s
- vysílání zabezpečení rušení se dělá ve třech skupinách. Podle toho jaké je potřeba zabezpečení se přidává do přenosu určitý počet redundantních (nadbytečných) bitů.
- vysílače a stanice pracují na různých frekvencích v daném pásmu. Vysílače pracují v pásmu 890-915MHz a stanice v pásmu 936-960MHz.
- Každý vysílač může využívat 125 kanálů (využívá přístup FDMA) a na každém kanálu může vysílat 8 stanic (využívá přístup TDMA)
- maximální vzdálenost vysílačů od sebe je 37,8km
- Datové služby: pro jeden slot je rychlost 960kb/s → pro 8 slotů (1 kanál) je rychlost
- technologie přenosu dat:- CSD- základní datové služby
- HSCSD- zrychlená verze CSD (u nás ji podporuje pouze O2)
- GPRS- slouží pro packetový přenos → spojení se vytváří jen pokud se přenáší data
- při zatížení sítě využívá jen volné kanály
- rychlost 53,6 Kb/s
- EDGE- přenosová rychlost je 236 Kb/s
- využívá stejné frekvenční pásmo jako GSM ale mění modulaci
- využívá osmistavovou modulaci
- UMTS- sítě 3.generace, umožňují videokonference
- přenosová rychlost 384Kb/s (1,8MB/s)
- HSDPA- nástavba UTMS, dosahovaná rychlost až 1,8Mb/s (3,6MB/s)
STRUKTURA SÍTĚ
BSS- má za úkol synchronizovat BTS mezi sebou
MSC- centrum GSM
- obsahuje:- HLR- registr uchovávající veškeré informace o uživatelích
- LVR- roaming, eviduje kde se zrovna stanice nachází
- zajišťuje autentizaci
- obsahuje databázi čísel IMEI
- SC- služba umožňující posílat SMS
- OMC- služba řízení provozu
- multiplex- přepínání
- GSM využívá vždy dva multiplexy ze tří:- časový
- frekvenční- využívají vysílání na různých frekvencích
- kódový- kóduje se do jednoho vstupu
- musí se na začátku zakódovat a na konci rozkódovat
- kódování- využívá se malá změna hlasu
- celá síť GSM má 3 vrstvy: 1) fyzická- kanály, kterými se vysílá
2) linková- zahrnuje protokoly mezi mobilem a vysílačem
3) signalizační- každý mobil si udržuje vždy 6 nejpoužívanějších vysílačů
- slouží k předávání stanic z hlediska vysílačů
- řídí výkon, alokaci kanálů
Historie
- S vývojem systému GSM se začalo kolem roku 1982, kdy sdružení CEPT vytvořilo výzkumnou skupinu Groupe Spécial Mobile (GSM). Skupina GSM dostala za úkol teoreticky zrealizovat filosofii panevropského komunikačního systému v kmitočtovém pásmu 900MHz.
Toto byla kritéria:
- nízká cenová hladině uživatelských zařízení s přihlédnutím k realizaci masové výroby a zároveň snadná (a laciná) realizace servisního zabezpečení
- kvalitní přenos řeči
- realizace miniaturních uživatelských zařízení – mobilních telefonů.
- otevřenost ostatním stávajícím i budoucím komunikačním standardům s přihlédnutím zejména k ISDN
- podpora rozšířených služeb, jako jsou SMS
- Roku 1990 byl zveřejněn dokument GSM Phase 1 - první specifikace služeb a prostředí GSM. Toto doporučení obsahovalo mimo jiné i specifikaci služeb, jež mobilní telefony poskytují - tj. přesměrování hovoru, hlasová schránka, blokování hovorů, přidržení a záměna hovorů atd.
- O necelé dva roky později přišla specifikace GSM Phase 2, která již definovala rozšířené služby, jako je například tarifikace hovorů dle impulsů sítě, ale i identifikaci volajícího, konferenční hovory a další.V roce 1990 také některé státy vznesly požadavek na připojení většího počtu uživatelů nízkovýkonných stanic. Tehdy bylo vybráno pásmo 1800 Mhz jako logicky nejjednodušší (dvojnásobek pásma GSM 900MHz) a systém byl nazván DCS 1800 (Digital Cellular System).
Rádiové rozhraní
- Jsou čtyři různé velikosti buněk - Makro, mikro, pinko a deštníkové buňky. Oblast pokrytí každé buňky se liší podle prostředí. Za makro buňky jsou považovány ty kde je umístěna anténa základové stanice na stožáru nebo na budově nad úrovní střech. Mikro buňky mají anténu umístěnou pod úrovní střech; typické je použití v zastavěných oblastech. Pikobuňky jsou malé buňky s průměrem pár desítek metrů; používají se hlavně uvnitř budov. Na druhou stranu deštníkové buňky se používají pro pokrytí oblastí ve stínech a na vyplnění mezer mezi buňkami (dosah až 35km)
SIM Subscriber Identity Module
- Jednou z klíčových vlastnostní GSM je SIM karta. SIM karta je vyjímatelná karta, obsahující informace potřebné k přihlášení uživatele do sítě a je na ní uložen telefonní seznam. Uživatel může kartu vytáhnout ze svého mobilního telefonu a jednoduše ji použít v jiném telefonu. Nebo naopak může v jednom mobilním telefonu střídat více operátorů. Někteří operátoři však prodávají tzv. SIM lock telefony, které dovolují používat pouze jednu, nebo skupinu SIM karet. Toto blokování je v některých zemích zakázáno.
xDSL Digital Subscriber Line
- Při připojení k síti přes klasický modem občas chybí to nejdůležitější a tím je přenosová rychlost. V současnosti jsou na trhu modemy s max. přenosovou rychlostí 56 kb/s.
- Proto se začátkem 90. let začalo přemýšlet, jak přenosy po metalických kabelech urychlit. V současnosti existují tři způsoby přenosu, které používají na metalických přístupových vedeních vyšších rychlostí než běžné modemy a to jsou ISDN, kabelové modemy a technologie xDSL.
- V poslední době se začíná prosazovat poslední ze jmenovaných - xDSL. Tato zkratka (jejíž první písmeno x se mění podle přenosové rychlosti a způsobu přenosu) v sobě skrývá technologii schopnou dosahovat na metalických vedeních, do současnosti určených jen pro běžné telefonování (0,3 - 3,4 kHz), velikých rychlostí a to až 52,8 Mb/s. To je umožněno díky matematickému modelování vedení, které modemy provádějí jak před samotným zahájením přenosu (při synchronizaci) tak i během něj. Vnitřní obvody modemů jsou schopné adaptivně reagovat např. na změny impedance vedení v závislosti na frekvenci, na náhlé zarušení vedení, na odrazy vln, na okamžité změny vyvolané změnou teploty nebo vlhkosti atd.
Technologie Přenosová rychlost Typ provozu Příklady použití
IDSL 160 kb/s duplexní symetrický ISDN služba- ISDN BRA (2B+D)
HDSL 1,544 nebo 2,048Mb/s duplexní symetrický Přípojný vedení; WAN, LAN ISDN BRA (30+D)
ADSL 1,5-9Mb/s 16-640kb/s asymetrický Přístupové sítě, internet, VOD
SDSL 2,3Mb/s asymetrický Přístupové sítě, internet, ATM, VOD
VDSL 36,8Mb/s duplexní Přístupové sítě, internet, ATM, VOD
- Tato služba DSL umožňuje využít stávající telefonní nebo koaxiální (kabelová televize) rozvody pro vysokorychlostní přenos dat. Liší se v používaném frekvenčním pásmu, max. rychlosti a dosahu. Obecně platí že čím větší vzdálenost od ústředny tím nižší maximální rychlost.
IDSL- ISDN Digital Subscriber Line
- nejstarší člen z rodiny xDSL technologe. Přenosová rychlost činí 160 kb/s a není možné ji měnit. K oddělení směrů přenosu se používá metoda potlačení ozvěny.
- Použití je v podstatě omezeno jen na přenos ISDN BRA. Snad jedinou její výhodou je skutečnost, že se nejedná o vytáčenou službu. Tato technologie není v současnosti příliš rozšířena a s největší pravděpodobností se jí ani nestane, protože jiné technologie z rodiny xDSL nabízejí podstatně lepší vlastnosti.
HDSL- High-bit rate Digital Subscriber Line
- Využívá se pro realizaci propojení telefonních ústředen po metalickém vedení. Rozdělení přenosového pásma je symetrické pro oba směry přenosu a nabízená přenosová rychlost je stejná pro upstream i downstream.
- Přenosové rychlosti jsou 1,544 Mb/s a 2,048 Mb/s.
- Přenos je realizován po dvou nebo třech symetrických párech, přičemž všechny páry jsou využívány souběžně pro oba směry přenosu. Pro oddělení směrů přenosu je využita metoda potlačení ozvěn. Systémy HDSL pracují v základním pásmu a přenášený signál je podroben kódování 2B1Q, tzn. že bitový tok je rozdělen do dvojic bitů a každá dvojice je následně vyjádřena jednou ze čtyř úrovní signálu.
SDSL- Symmetric DSL
- navazuje na HDSL, ale se zlepšeným linkovým kódem a s omezením na přenos po jednom páru vodiče.
- Ze čtyř bitů, které se přenáší v jednom kroku se tři používají pro přenos informace a čtvrtý bit je využit pro kontrolu chyb. Další novou vlastností oproti HDSL je možnost pracovat i s nižší přenosovou rychlostí než je maximální. Výběr maximální přenosové rychlosti je možno provést automaticky při sestavování spojení v závislosti na parametrech přenosového vedení nebo je možno ji ručně nastavit dle konkrétních požadavků zákazníka. Přitom možné rozpětí rychlostí se pohybuje mezi 192 kb/s a 2Mb/s v krocích po 8 kb/s.
- U systémů SDSL je možný provoz s časovým dělením kanálů (TDMA), ale i provoz ATM nebo TCP/IP. V masivním nasazení této technologie však brání fakt, že každá z firem vyvíjí svůj vlastní systém, v důsledku čehož vznikla nekompatibilita mezi systémy různých výrobců.
ADSL- Asymetric Digital Subscriber Line
- v současnosti nejčastěji využívaný typ DSL. Vyznačuje se asymetrickým připojením, kdy je rychlost dat směřujících k uživateli vyšší než rychlost dat od uživatele směrem do internetu. Tato vlastnost naprosté většině uživatelů vyhovuje, protože odpovídá běžným potřebám.
- používá asymetrického rozdělení přenosového pásma pro každý ze směrů přenosu. Šířka přenášeného pásma od ústředny k účastníkovi je až 8,448 Mb/s a v opačném směru od účastníka k ústředně je podstatně nižší, přibližně 800 kb/s. Protože je pro přenos využito kmitočtů ležících nad stávajícím telefonním pásmem (od 25 kHz v případě POTS, 138 kHz v případě ISDN), zůstává standardní telefonní služba zachována a digitálním kanálem neovlivněna, dokonce ani v případě poruchy ADSL zařízení.
VDSL- Very high bit-rate Digital Subscriber Line
- Nejnovější typ xDSL, který při asymetrické variantě se rychlost dosažitelná v downstreamu pohybuje v rozmezí 13 - 52 Mb/s a v upstreamu 1,5 - 2,3 Mb/s.
- Pro návrh symetrické varianty je uvažováno s rychlostí 34 Mb/s.
- Pro vytvoření nezávislých informačních kanálů se používá frekvenčního přepínání FDMA, při němž jsou obě přenosová pásma frekvenčně oddělena. Přenos dat je tak jako u ADSL realizován po jednom páru vodičů, ovšem dosažitelné rychlosti jsou mnohem více limitovány délkou daného spoje.
- Pro dosažení maximální rychlosti je nezbytné, aby délka přípojného vedení nepřesáhla 300 m a maximální délka pro použitelnost VDSL je asi 1500 metrů.
WAP Wireless Application Protocol
- neboli bezdrátový aplikační protokol je speciální komunikační protokol postavený nad libovolnou metodou datových komunikací v mobilních telefonech (GSM, GPRS, EDGE, HSCSD, UMTS). Podobně jako WWW prohlížeč slouží k prohlížení WWW stránek, slouží WAP k prohlížení WML (Wireless Markup Language) stránek. Ty se sice zpravidla nacházejí na „na internetu“, ale ve skutečnosti jsou určeny pouze pro WAP telefony (či prohlížeče) a s původními stránkami mají málo společného.
- Výhodou WAPu je, že nepotřebujete nic jiného než WAPový mobilní telefon a aktivovanou službu u operátora. Ať jste kdekoli, můžete využívat WAP služeb. Cestu do WAPu si nachází také elektronické bankovnictví, jízdní řády, základní zpravodajství, kurzy měn…
I-MODE
- I-Mode je vlastně japonská obdoba WAPu, tzn. převedení informací a služeb z internetu na displeje mobilních zařízení (mobilní telefony, PDA…).
- Hlavního tahoun iMode je japonský operátor NTT DoCoMo.
- Důvodů pro úspěch iMode je několik. Některé iMode telefony od prvního okamžiku disponovaly barevným displejem. IMode od prvního okamžiku nabízel o něco více dynamiky, než WAP - především nabízel lepší práci s tabulkami, obrázky a předpokládal lepší zobrazovací schopnosti. Lze například používat barevné animované GIFy.
- Velmi důležitou věcí pro rozmach iMode byla ale především připravenost operátora - v okamžiku, kdy na trh přicházel iMode a první iMode telefony, již existovalo přes 500 serverů, které nabízely své služby.
- Další výhoda iMode pro běžného uživatele je, že na rozdíl od WAPu založeného na WML, aplikaci XML, je iMode založeno na takzvaném compact HTML - cHTML. Jde o očesané HTML 3.0 - je běžně zobrazitelné v normálních HTML prohlížečích. Převod stávajícího obsahu serverů do podoby zobrazitelné na iMode telefonech byl podstatně jednodušší, než pro WAP.
GPRS General Packet Radio Service
- Velkou výhodou je že u technologie GPRS se platí pouze za přenesená data, ne za čas, po který je uživatel připojen. K používání technologie GPRS je potřeba telefon vybavený podporou GPRS a operátor, podporující tuto službu.
- slouží pro packetový přenos dat → spojení se vytváří jen pokud se přenáší data
- při zatížení sítě využívá jen volné kanály (při zatížení sítě bývá přenos pomalý)
- rychlost 53,6 Kb/s
- Mobilní telefony jsou rozděleny do tříd podle toho kolik timeslotů umí použít pro uplnik, downlink a kolik z toho současně. Např. dnes nejběžnější telefon třídy 10 umí pro downlink použít 4time sloty a pro uplnik 1time slot. Pracuje tedy v konfiguraci 4+1 (dohromady 5 TS) a nebo 3time sloty pro downlink a 2 pro uplink opět dohromady 5time slotů. Současné GSM/GPRS/EDGE terminály umí současně používat max. 5time slotů.
Žádné komentáře:
Okomentovat