วันอังคารที่ 19 ตุลาคม พ.ศ. 2553
วันพฤหัสบดีที่ 26 สิงหาคม พ.ศ. 2553
วันศุกร์ที่ 2 เมษายน พ.ศ. 2553
วันอังคารที่ 12 มกราคม พ.ศ. 2553
การแปลงสัญญาณ A/D และ D/A
การสื่อสารข้อมูลด้วยคอมพิวเตอร์ สามารถสื่อสารข้อมูลได้ทุกประเภท ประกอบด้วย เสียง (Voice) อักขระข้อความ (Text), ภาพ (Image) และข้อมูลคอมพิวเตอร์ (Data) ซึ่งแต่ละข้อมูล มีลักษณะเฉพาะของสัญญาณที่แตกต่างกัน แบ่งการกระทำของข้อมูลดังนี้
1. Analog Computer
สัญญาณอนาลอกคือ สัญญาณข้อมูลแบบต่อเนื่อง (Continuouse Data) มีขนาดของสัญญาณไม่คงที่ การเปลี่ยนแปลงขนาดของสัญญาณแบบค่อยเป็นค่อยไปแปรผันตามเวลา เป็นสัญญาณที่มนุษย์สามารถสัมผัสได้ เช่น แรงดันของน้ำ
2.Digital Computer
สัญญาณดิจิตัล คือ สัญญาณข้อมูลแบบไม่ต่อเนื่อง (Discrete Data) มีขนาดของสัญญาณคงที่ การเปลี่ยนแปลงขนาดของสัญญาณเป็นแบบทันที ทันใด ไม่แปรผันตามเวลา เป็นสัญญาณที่มนุษย์ไม่สามารถสัมผัสได้ เช่น สัญญาณไฟฟ้า
ความสัมพันธ์ของสัญญาณอะนาลอก ดิจิตอล และตัวแปลงสัญญาณ
สัญญาอะนาลอก (Analog) และสัญญาณดิจิตอล (Digital)ทั้งสองสัญญาณ เกี่ยวข้องกับตัวแปลงสัญญาณ (Transducer)การเชื่อมต่อระบบอนาลอกเข้าสู่ระบบคอมพิวเตอร์ จะต้องมีตัวกลางใน การแปลงเปลี่ยนจากAnalogให้เป็นสัญญาณทางอิเล็กทรอนิกส์ เรียกว่า“ทรานส์ดิวเซอร์”(Transducer) การแปลงสัญญาณกลับไปกลับมาระหว่างสัญญาณ Analog และ Digital อาศัย "ตัวเปลี่ยนสัญญาณข้อมูล Converter"
การแปลงสัญญาณมี 2 วิธีคือ
- การแปลงสัญญาณอนาลอกเป็นสัญญาณดิจิตอล
- การแปลงสัญญาณดิจิตอลเป็นสัญญาณอนาลอก
การแปลงสัญญาณอนาลอกเป็นสัญญาณดิจิตอล
Analog to Digital Converter (A/D)ทำหน้าที่แปลงสัญญาณข้อมูลที่ มนุษย์รับรู้ สัมผัสได้ เป็นข้อมูลทางไฟฟ้า เพื่อป้อนเข้าสู่การประมวลผล จึงเป็นขบวนการหนึ่งของการรับข้อมูล (Input Unit)เป็นกระบวนการอีเลคโทรนิคส์ ที่สัญญาแปรผันต่อเนื่อง (analog) ได้รับการแปลงให้เป็นสัญญาณดิจิตอล โดยไม่มีการลบข้อมูลสำคัญผลลัพธ์ของ ADC มีลักษณะตรงข้าม คือ กำหนดระดับหรือสถานะ ตัวเลขของสถานะมักจะเป็นการยกกำลังของ 2 คือ 2, 4, 8, 16 เป็นต้น สัญญาณดิจิตอลพื้นฐานมี 2 สถานะและเรียกว่า binary ตัวเลขทั้งหมดสามารถแสดงในรูปของไบนารี ในฐานะข้อความของ หนึ่งและศูนย์
วงจรที่ใช้ในการแปลงสัญญาณอนาลอกเป็นดิจิตอลมีมากมายหลายชนิด โดยทั่วไปแล้ววงจรแปลงสัญญาณอนาลอกเป็นดิจิตอล (A/D converters) มีใช้งานอยู่ประมาณ 7 ชนิดคือ
- Parallel Comparator, Simultaneous, หรือ Flash A/D converter
- Single – Ramp หรือ Single – Slope A/D converter
- Dual – Slope A/D converter
- Charge balance A/D converter
- A/D converters using Counters and D/A converters
- Tracking A/D converters
- Successive – Approximation A/D converters
Counting Converter
เป็นการแปลงสัญญาณอนาล็อก เป็นสัญญาณดิจิตอล โดยใช้อัลกอริทึม การนับค่าเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ แล้วนำผลที่ได้จากการนับไปเปรียบเทียบกับค่าที่ต้องการที่ตั้งไว้ การแปลงสัญญาณอนาล็อก เป็นสัญญาณดิจิตอล มีประโยชน์มากในการควบคุมอุปกรณ์สวิตชิ่ง ซึ่งมีลักษณะการแปลงสัญญาณได้หลายวิธี แต่ละวิธีจะมีอัลกอริทึม ความรวดเร็วในการทำงาน และการใช้อุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ต่างกันด้วย
ข้อบ่งเฉพาะของการแปลงสัญญาณ A/D (A/D SPECIFICATIONS)
ข้อบ่งเฉพาะจะบอกถึงขีดความสามารถของ converter โดยทั่วไปแล้วจะมีอยู่หลายคำ เช่น ความแม่นยำ,ความเที่ยงตรง และความเที่ยงตรงเป็นเส้นตรง ซึ่งค่าเหล่านี้จะขึ้นอยู่กับลักษณะของแต่ละวงจร แต่มีข้อบ่งเฉพาะอีกข้อหนึ่งที่ไม่ขึ้นอยู่กับลักษณะของวงจรคือ ค่าผิดพลาดระหว่างค่าจริงของสัญญาณอะนาลอก กับค่าของดิจิตอลที่ใช้แทนค่า (ค่าของ Output ของ A/D converter) ซึ่งเรียกว่า Quantizing error จะมีค่าอยู่ประมาณ +1/2 digit ต่ำสุด (LSB)ของการแปลงสัญญาณซึ่งก็เป็นการบ่งถึงความแม่นยำได้อีกทางหนึ่งด้วยค่า พารามิเตอร์ที่สำคัญอีกตัวหนึ่งสำหรับ A/D converter คือ conversiontime หรือค่าเวลาสำหรับการแปลงสัญญาณ ซึ่งมีช่วงเวลาอยู่ประมาณ 10-9 วินาที ถึง 10-3 วินาที ซึ่งขึ้นอยู่กับชนิดของconverterและจำนวน bit
การแปลงสัญญาณดิจิตอลเป็นสัญญาณอนาลอก
Digital to Analog Converter (D/A) ทำหน้าที่แปลงข้อมูลผลลัพธ์จากการประมวลผลเป็นสัญญาณไฟฟ้า ให้เป็นสัญญาณที่มนุษย์รับรู้ได้ สัมผัสได้ เป็นการแสดงผลข้อมูล (Output Unit)digital-to-analog conversion เป็นกระบวนการซึ่งสัญญาณมีการกำหนดระดับ หรือสถานะจำนวนหนึ่ง ( ปกติ คือ 2 สถานะ) หรือสัญญาณดิจิตอล ให้เป็นสัญญาณที่ไม่จำกัดจำนวนของสถานะ หรือสัญญาณอนาลอก ตัวอย่าง กระบวนการของโมเด็มในการแปลงข้อมูลคอมพิวเตอร์ เป็นความถี่เสียง ให้สามารถส่งผ่านสายโทรศัพท์ twisted pair ในวงจรที่ทำงานให้กับฟังก์ชันนี้ เรียกว่า digital-to-analog converter (DAC) โดยพื้นฐาน digital-to-analog conversion ตรงข้ามกับ analog-to-analog conversion ถ้า analog-to-analog converter (ADC) วางอยู่ในวงจรการสื่อสารต่อจาก DAC สัญญาณดิจิตอลส่งออก จะตรงกับสัญญาณดิจิตอลนำเข้า ในกรณีที่ DAC วางอยู่ในวงจรต่อจาก ADC สัญญาณอะนาล๊อกส่งออกจะเป็นตรงกับสัญญาณอะนาล๊อกนำเข้าสัญญาณดิจิตอล แบบ binary จะปรากฏเป็นข้อความขนาดยาว ของ 1 และ 0 ซึ่งจะไม่มีความหมายต่อการอ่าน แต่เมื่อ DAC ใช้ถอดรหัสสัญญาณดิจิตอลแบบ binary จึงปรากฏผลลัพธ์ที่มีความหมาย ซึ่งอาจจะเป็น เสียง ภาพ เสียงดนตรี และกลไกการเคลื่อน
วงจรแปลงสัญญาณดิจิตอลเป็นสัญญาณอนาลอกมี 2 ลักษณะดังนี้
1.แบบรวมกระแส (weighted -resistor)
คุณลักษณะของ D/A แบบรวมกระแส
- จะต้องมีตัวต้านทานทุกอินพุทของสัญญาณดิจิตอล
- ตัวต้านทานนี้อินพุทของทุกบิทจะมีค่าเท่ากับเอาต์พุตของระดับดิจิตอลสูงสุด
- แรงเคลื่อนที่เอาต์พุตเต็มสเกลจะมีค่าเท่ากับเอาต์พุตของระดับดิจิตอลสูงสุด
- LSB จะมีน้ำหนักเป็น1/(2n-1) เมื่อ n เป็นจำนวนบิทที่อินพุท
- เมื่อ LSB เปลี่ยนแปลงแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เอาต์พุตจะเปลี่ยนไป 1/(2n-1) เมื่อ V เป็นระดับสัญญาณดิจิตอล
2.โครงข่ายแบบ R-2R (R-2R network)
การ Convert ค่าจากดิจิตอลเป็นอนาล็อกนั้น สามารถใช้ integrated circuit แปลงได้ แต่ถ้าหากคำนึงถึงเรื่องcostด้วยแล้ว วงจรที่สามารถทำได้และราคาถูกกว่าก็คือ R/2R Network นั่นเอง ซึ่งใช้ op-amp เป็นตัวควบคุม
R/2R Network ทำได้จากการนำต่อต้านทานมาต่อดังรูป แต่ละบิตทั้งที่มีค่าเป็น 0 หรือที่เป็น operating voltage นั้นเป็นค่าที่อยู่ในวงจรของตัวต้านทานที่มีค่าเป็น 2 เท่าของrest network ซึ่งแต่ละบิตจะแสดงผลลัพธ์ออกเป็นoutput นั่นเอง จะเชื่อหรือไม่เชื่อว่าNetwork นี้ทำงานได้จริง ใช้เป็น Digital-to-Analog-Converters โดยใช้แค่เพียงตัวต้านทานต่อกันเป็นเครือข่ายตามรูป โดยไม่จำเป็นต้องใช้วงจรรวม integrated circuits แม้แต่วงจรเดียว
Output จาก AVR port มีค่ากระแสไม่มากนัก เมื่อค่าความต่างศักย์ของมันควรจะมีค่าใกล้ๆศูนย์หรือพอกับ operating voltage ดังนั้นตัวต้านทานจึงควรมีค่าราวๆ 10กิโลโอห์ม เพราะจะทำให้วงจรไม่มีค่ากระแสมากเกินไปนั้นเอง และตัวop-amp เองก็สามารถทำงานกับวงจร R/2R Network ได้
R/2R Network and Buffer 
CA3140 เป็น Op-amp ที่มี FET stage เป็น input ซึ่งสามารถทำงานได้โดยค่าโวลต์ที่เป็นลบ หรือที่เรียกว่า Negative operating voltage นั่นเอง การทำงานของ CA3140นั้น ทำงานที่ค่าความต่างศักย์เป็น 5 โวลต์จาก 10-pin-connector ซึ่งConnector นี้ใช้กับboard STK200 หรือ STK500 ในที่จริงแล้วเราสามารถป้อนค่าความต่างศักย์ที่สูงกว่า 2 โวลต์ได้เช่นกัน โดยการใช้ตัวต้านทาน2ตัว ต่อขนานกันซึ่งจะได้ค่าประมาณครึ่งหนึ่งของ 100 k อาจจะเป็น 51k หรือมากกว่าหรือน้อยกว่าก็ได้ ซึ่งจะทำให้วงจรมี resolution เป็น 256 ซึ่งวงจรที่ได้ เป็นดังภาพด้านบน
ที่มา http://th.wikipedia.org
http://www.avr-asm-tutorial.net/avr_en/AVR_DAC.htmlวันศุกร์ที่ 8 มกราคม พ.ศ. 2553
Expansion port3
Expansion Bay

expansion bay ใช้ต่อสำหรับเพิ่ม port ต่างๆ ไม่ว่าจะเป็น USB Mouse Keyboard Port Lan Printer อะไรพวกนี้แหละครับ เป็น options เสริมเพื่อทำการขยาย port เพิ่ม
เอาไว้ต่อกับพวก Docking station หรือ port replicator เพื่อทำให้เรามี Port แบบอื่นๆเพิ่มขึ้นแล้วแต่ว่า docking station หรือ port replicator ตัวนั้นสามารถทำอะไรได้บ้าง

expansion bay ใช้ต่อสำหรับเพิ่ม port ต่างๆ ไม่ว่าจะเป็น USB Mouse Keyboard Port Lan Printer อะไรพวกนี้แหละครับ เป็น options เสริมเพื่อทำการขยาย port เพิ่ม
เอาไว้ต่อกับพวก Docking station หรือ port replicator เพื่อทำให้เรามี Port แบบอื่นๆเพิ่มขึ้นแล้วแต่ว่า docking station หรือ port replicator ตัวนั้นสามารถทำอะไรได้บ้าง
What is an expansion bay? and a personal media drive bay?? just got an HP media center?
If you're looking at your computer from the rear, you'll see horizontal slots, your modem,(phone, DSL), maybe in one, while if you have a graphics card,(hooks to your monitor), it may be in one. Expansion bays are just that, the ability to expand your computer's capability's. Graphics card for better graphic's instead of the onboard one. Sound card for better audio, instead of the onboard audio, and so on. A personal media drive bay incorporates a removable drive that you keep your personal documents on. This drive is removable so that in case a virus is unwittingly downloaded to your PC, you have removed your personal info from harm,(HP).
Docking station คืออะไร
อุปกรณ์เสริมสำหรับการเชื่อมต่อกับ Notebook หรือ Laptop เพื่อเป็นการขยาย ports การใช้งานต่างๆ ทำให้สะดวกใน การทำงานมากขึ้น แต่อย่างไรก็ตาม Notebook บางรุ่ น ก็ไม่ได้ผลิตมาเพื่อรองรับกับ Docking Station เหมือนกัน
port replicator ก็คือปกติถ้าคุณซื้อ notebook แบบรุ่นเล็กๆเน้น นน. เบา เครื่องก็จะเล็กแล้วก็มันจะมีรูเสียบอุปกรณ์ต่างๆน้อยลงใช่ไหมครับ (ส่วนมากไอ้ที่หายไปก็มักจะพวก com 1 ,com 2 , port printer .......) ซึ่งในกรณีนี้ notebook พวกนี้เค้ามักจะมีช่องอยู่ล่างเครื่องเอาไว้เอาไว้เสียบกับแท่น (รูปร่างและรูปแบบแล้วแต่บริษัท และรุ่น) ซึ่งไอ้แท่นนี้ก็จะมีช่องต่อเพิ่มขึ้นให้มาครับ บางเจ้าก็เล่นแบบมีช่องเสียบการ์ด PCI ให้อีกต่างหาก
ที่มา http://www.thaiadmin.org/board/index.php?topic=65840.0
http://answers.yahoo.com/question/index?qid=20070620203554AAChxMN
http://www.it-guides.com/index.php/buying-guide/329-docking-station-for-notebook
http://laptoping.com/wp-content/Targus_ExpressCard_Notebook_Docking_Station_Digital_Video_Audio.jpg
http://content.costco.com/Images/Content/Product/333805.jpg
http://www.mrpalm.com/board/view_board.php?id=62568
http://komprar.com/images/DELL_port_replicator_1.jpg
http://studynotes.net/images/port-replicator.jpg
Docking station คืออะไร
ความสามารถหลักๆ ของ Docking Station
- ส่วนใหญ่จะมี port USB มากขึ้น
- มี port ต่างๆ?ที่รองรับการเชื่อมต่อทุกประเภท
- ไม่จำเป็นต้องต่อสายโดยตรงเข้ากับ Notebook โดยตรง
- สะดวกในการเคลื่อนย้าย เพียงกดปุ่ม ก็สามารถยกเลิกการเชื่อ มต่อได้
ที่มา http://www.thaiadmin.org/board/index.php?topic=65840.0
http://answers.yahoo.com/question/index?qid=20070620203554AAChxMN
http://www.it-guides.com/index.php/buying-guide/329-docking-station-for-notebook
http://laptoping.com/wp-content/Targus_ExpressCard_Notebook_Docking_Station_Digital_Video_Audio.jpg
http://content.costco.com/Images/Content/Product/333805.jpg
http://www.mrpalm.com/board/view_board.php?id=62568
http://komprar.com/images/DELL_port_replicator_1.jpg
http://studynotes.net/images/port-replicator.jpg
ป้ายกำกับ:
Docking station,
Expansion port3,
IT,
Port Replicator
HDMI
HDMI เป็นระบบการเชื่อมต่อภาพและเสียงแบบใหม่คะ ย่อมาจากคำว่า (H)igh (D)efinition (M)ultimedia (I)nterface โดย HDMI จะเชื่อมต่อทั้งสัญญาณภาพและเสียงระบบดิจิตอลแบบไม่มีการบีบอัดข้อมูลไว้ใน สายสัญญาณเพียงเส้นเดียว ให้ความคมชัดของภาพ มีความละเอียด มีความคมลึกและให้เสียงที่สมบูรณ์แบบที่สุดเท่าที่เคยมีมา ขั้วต่อของ HDMI to HDMI จะผลิตจากทองแท้ 24 K ด้วยนะคะ ทุกวันนี้ HDMI ถูกนำมาใช้กับอุปกรณ์ Home Theatre หลายอย่างเช่น พลาสม่าทีวี แอลซีดีทีวี เครื่องเล่นดีวีดี ฯลฯ 
ที่มา http://guru.google.co.th/guru/thread?tid=5c7e91d5d01614a2

ที่มา http://guru.google.co.th/guru/thread?tid=5c7e91d5d01614a2
Cache Memory
หน่วยความจำแบบแคช (Cache Memory)
หน่วยความจำแบบแคช (Cache Memory) คืออะไร
หน่วยความจำแบบแคช (Cache Memory) เป็นหน่วยความจำประเภทความเร็วสูง โดยมากจะใช้เป็นหน่วยความจำประเภท RAM ซึ่งใช้งานร่วมกับ CPU ที่ต้องการประสิทธิภาพในการประมวลผลสูง เพื่อไม่ให้เกิดสถานะรอ (Wait State) ของ CPU ขึ้น การทำงานของ Cache จะต้องมีวงจรคอยควบคุมเพื่อใหข้อมูลที่ CPU ใช้งานอยู่บ่อยๆ อยู่ในหน่วยความจำแบบ Cache มาก ที่สุด ซึ่งจะเป็นการเพิ่มความเร็วในการทำงานของ CPU นั่นเอง
มี Cache แล้วดีอย่างไร
เนื่องจากเทคโนโลยีการผลิตวงจรรวม (Integrated Circuit) พัฒนาไปมาก ทำให้ CPU ที่มีการผลิตออกมานั้น นับวันจะมีความเร็วสูงขึ้นเรื่อยๆ ตามพัฒนาการของเทคโนโลยี จึงทำให้เกิดปัญหาความเร็วที่แตกต่างกันระหว่าง CPU กับหน่วยความจำหลักมีมากขึ้นตามไปด้วย เป็นเหตุให้ประสิทธิภาพการทำงานของ CPU ต่ำลง เนื่องจาก CPU ไม่สามารถทำงานได้เต็มขีดความสามารถ (ความเร็ว) ที่มันมีอยู่ ดังนั้นหน่วยความจำ Cache จึงเป็นกลไกเข้ามาช่วยบรรเทาปัญหานี้ โดย Cache จะเป็นตัวกลางในการนำข้อมูลจาก ROM RAM หรือฮาร์ดดิสก์ที่ CPU ต้องการใช้งานเข้ามาเก็บพักไว้ที่ Cache ซึ่งนั่นทำให้ CPU ไม่ต้องดำเนินการผ่านหน่วยความจำหลัก ซึ่งเป็นหน่วย ความจำปกติที่ CPU ทำงานด้วย

การทำงานของ Cache
โครงสร้างการทำงานของ Cache ค่อนข้างจะซับซ้อนและมีราคาแพง ถ้าเทียบกับหน่วยความจำประเภทอื่น ในคอมพิวเตอร์ที่ใช้ Cache นั้น เมื่อใดที่ CPU ทำการอ่านข้อมูลของหน่วยความจำ วงจรควบคุม Cache จะทำการตรวจสอบดูว่าข้อมูลที่ CPU ต้องการอ่านนั้นอยู่ภายใน Cache ถ้าอยู่แล้วก็จะทำการส่งไปให้ CPU เลย ซึ่งจะสามารถส่งได้อย่างรวดเร็วมาก แต่ถ้าข้อมูลนั้นไม่มีอยู่ใน Cache CPU จะต้องรอชั่วขณะ เพื่อให้วงจรควบคุมอ่านข้อมูลจากหน่วย ความจำหลักมาใช้ และในขณะเดียวกันก็จะนำข้อมูลนั้นไปไว้ใน Cache ด้วย ซงจะทำให้การอ่านข้อมูลในครั้งต่อไปทำได้เร็วขึ้น
เหตุผลที่ทำให้ Cache เป็นที่นิยม คือ โปรแกรมส่วนใหญ่มีแนวโน้มที่จะใช้ข้อมูลในหน่วยความจำส่วนใดส่วนหนึ่งซ้ำแล้วซ้ำอีก ดังนั้น เมื่อส่วนที่ถูกใช้งานบ่อยๆ ถูกนำมาไว้ใน Cache แล้วก็จะทำให้ประสิทธิภาพของระบบดีขึ้น
หน่วยความจำ Cache สามารถแบ่งได้ 2 แบบ
1. Memory Cache: จะเป็นการใช้หน่วยความจำ RAM ชนิดความเร็วสูงเป็นพิเศษมาเก็บคำสั่ง และข้อมูลที่ใช้บ่อยๆ จากหน่วยความจำ RAM แบบปกติของระบบ เพื่อลดเวลาที่ CPU ใช้ในการอ่าน RAM ซึ่งมีความเร็วในการทำงานช้ากว่าการทำงานของ CPU มาก
2. Device Cache: เป็นการออกแบบเพื่อเพิ่มความเร็วในการเข้าถึงข้อมูลในอุปกรณ์อื่นๆ เช่น หน่วยความจำสำรอง โดยการจัดสรร RAM มาใช้เก็บข้อมูลและคำสั่งต่างๆ ที่ใช้บ่อยๆ จากอุปกรณ์ที่มีความเร็วต่ำ เช่น ฮาร์ดดิสก์ มาไว้ใน Cache ทำให้จำนวนครั้งที่ต้องการเรียกใช้ข้อมูลจากอุปกรณ์เหล่านั้นลดลง นอกจากนี้ในบางครั้งจะพบกับ Buffer Memory ซึ่งเป็น Cache สำหรับอุปกรณ์แบบง่ายๆ ทำหน้าที่พักข้อมูลจากอุปกรณ์ไว้ชั่วคราว เพื่อรอให้ CPU มาเรียกอ่านไปใช้ โดยไม่มีการใช้วิธีที่ซับซ้อนในการเลือกว่าข้อมูลใดมีโอกาสสูงสุดที่จะถูกเรียกใช้งาน
จะเพิ่มประสิทธิภาพของ Cache ได้อย่างไร
วิธีการวัดประสิทธิภาพของ Cache ก็คือ อัตราส่วนของจำนวนครั้งที่สามารถอ่านข้อมูลจาก Cache ได้ ต่อจำนวนครั้งที่มีการอ่านข้อมูลทั้งหมด ซึ่งเรียกว่า Hit Rate เช่น ถ้า Hit Rate มีค่า 90% หมายความว่าใน 100 ครั้งที่ทำการอ่านข้อมูลจากหน่วยความจำ จะเป็นการอ่านข้อมูลจาก Cache 90 ครั้ง เพราะฉะนั้นระบบใดที่ให้ค่า Hit Rate ยิ่งสูงก็จะยิ่งมีประสิทธิภาพดี เพราะว่า ส่วนใหญ่ของการอ่านข้อมูลจะอ่านได้จาก Cache ซึ่งใช้เวลาน้อย โดยทั่วไปแล้วถ้าระบบใดมี Hit Rate มากกว่า 60% แสดงว่าระบบนั้นมีประสิทธิภาพที่ดี
การเพิ่มความเร็วในการประมวลผลแก่คอมพิวเตอร์ด้วยการปรับแต่ง Cache ทำได้อย่างง่ายๆ โดยการเพิ่มขนาดของ Cache ให้สูงขึ้น เพราะว่าเมื่อ Cache มีขนาดใหญ่ขึ้นก็จะสามารถเก็บข้อมูลไว้ภายในได้มากขึ้น ทำให้โอกาสที่จะพบข้อมูลใน Cache ก็จะสูงตามไปด้วย
ที่มา http://www.ismed.or.th/SME2/src/upload/knowledge/118915405346e10d05931c0.pdf
หน่วยความจำแบบแคช (Cache Memory) คืออะไร
หน่วยความจำแบบแคช (Cache Memory) เป็นหน่วยความจำประเภทความเร็วสูง โดยมากจะใช้เป็นหน่วยความจำประเภท RAM ซึ่งใช้งานร่วมกับ CPU ที่ต้องการประสิทธิภาพในการประมวลผลสูง เพื่อไม่ให้เกิดสถานะรอ (Wait State) ของ CPU ขึ้น การทำงานของ Cache จะต้องมีวงจรคอยควบคุมเพื่อใหข้อมูลที่ CPU ใช้งานอยู่บ่อยๆ อยู่ในหน่วยความจำแบบ Cache มาก ที่สุด ซึ่งจะเป็นการเพิ่มความเร็วในการทำงานของ CPU นั่นเอง
มี Cache แล้วดีอย่างไร
เนื่องจากเทคโนโลยีการผลิตวงจรรวม (Integrated Circuit) พัฒนาไปมาก ทำให้ CPU ที่มีการผลิตออกมานั้น นับวันจะมีความเร็วสูงขึ้นเรื่อยๆ ตามพัฒนาการของเทคโนโลยี จึงทำให้เกิดปัญหาความเร็วที่แตกต่างกันระหว่าง CPU กับหน่วยความจำหลักมีมากขึ้นตามไปด้วย เป็นเหตุให้ประสิทธิภาพการทำงานของ CPU ต่ำลง เนื่องจาก CPU ไม่สามารถทำงานได้เต็มขีดความสามารถ (ความเร็ว) ที่มันมีอยู่ ดังนั้นหน่วยความจำ Cache จึงเป็นกลไกเข้ามาช่วยบรรเทาปัญหานี้ โดย Cache จะเป็นตัวกลางในการนำข้อมูลจาก ROM RAM หรือฮาร์ดดิสก์ที่ CPU ต้องการใช้งานเข้ามาเก็บพักไว้ที่ Cache ซึ่งนั่นทำให้ CPU ไม่ต้องดำเนินการผ่านหน่วยความจำหลัก ซึ่งเป็นหน่วย ความจำปกติที่ CPU ทำงานด้วย
การทำงานของ Cache
โครงสร้างการทำงานของ Cache ค่อนข้างจะซับซ้อนและมีราคาแพง ถ้าเทียบกับหน่วยความจำประเภทอื่น ในคอมพิวเตอร์ที่ใช้ Cache นั้น เมื่อใดที่ CPU ทำการอ่านข้อมูลของหน่วยความจำ วงจรควบคุม Cache จะทำการตรวจสอบดูว่าข้อมูลที่ CPU ต้องการอ่านนั้นอยู่ภายใน Cache ถ้าอยู่แล้วก็จะทำการส่งไปให้ CPU เลย ซึ่งจะสามารถส่งได้อย่างรวดเร็วมาก แต่ถ้าข้อมูลนั้นไม่มีอยู่ใน Cache CPU จะต้องรอชั่วขณะ เพื่อให้วงจรควบคุมอ่านข้อมูลจากหน่วย ความจำหลักมาใช้ และในขณะเดียวกันก็จะนำข้อมูลนั้นไปไว้ใน Cache ด้วย ซงจะทำให้การอ่านข้อมูลในครั้งต่อไปทำได้เร็วขึ้น
เหตุผลที่ทำให้ Cache เป็นที่นิยม คือ โปรแกรมส่วนใหญ่มีแนวโน้มที่จะใช้ข้อมูลในหน่วยความจำส่วนใดส่วนหนึ่งซ้ำแล้วซ้ำอีก ดังนั้น เมื่อส่วนที่ถูกใช้งานบ่อยๆ ถูกนำมาไว้ใน Cache แล้วก็จะทำให้ประสิทธิภาพของระบบดีขึ้น
หน่วยความจำ Cache สามารถแบ่งได้ 2 แบบ
1. Memory Cache: จะเป็นการใช้หน่วยความจำ RAM ชนิดความเร็วสูงเป็นพิเศษมาเก็บคำสั่ง และข้อมูลที่ใช้บ่อยๆ จากหน่วยความจำ RAM แบบปกติของระบบ เพื่อลดเวลาที่ CPU ใช้ในการอ่าน RAM ซึ่งมีความเร็วในการทำงานช้ากว่าการทำงานของ CPU มาก
2. Device Cache: เป็นการออกแบบเพื่อเพิ่มความเร็วในการเข้าถึงข้อมูลในอุปกรณ์อื่นๆ เช่น หน่วยความจำสำรอง โดยการจัดสรร RAM มาใช้เก็บข้อมูลและคำสั่งต่างๆ ที่ใช้บ่อยๆ จากอุปกรณ์ที่มีความเร็วต่ำ เช่น ฮาร์ดดิสก์ มาไว้ใน Cache ทำให้จำนวนครั้งที่ต้องการเรียกใช้ข้อมูลจากอุปกรณ์เหล่านั้นลดลง นอกจากนี้ในบางครั้งจะพบกับ Buffer Memory ซึ่งเป็น Cache สำหรับอุปกรณ์แบบง่ายๆ ทำหน้าที่พักข้อมูลจากอุปกรณ์ไว้ชั่วคราว เพื่อรอให้ CPU มาเรียกอ่านไปใช้ โดยไม่มีการใช้วิธีที่ซับซ้อนในการเลือกว่าข้อมูลใดมีโอกาสสูงสุดที่จะถูกเรียกใช้งาน
จะเพิ่มประสิทธิภาพของ Cache ได้อย่างไร
วิธีการวัดประสิทธิภาพของ Cache ก็คือ อัตราส่วนของจำนวนครั้งที่สามารถอ่านข้อมูลจาก Cache ได้ ต่อจำนวนครั้งที่มีการอ่านข้อมูลทั้งหมด ซึ่งเรียกว่า Hit Rate เช่น ถ้า Hit Rate มีค่า 90% หมายความว่าใน 100 ครั้งที่ทำการอ่านข้อมูลจากหน่วยความจำ จะเป็นการอ่านข้อมูลจาก Cache 90 ครั้ง เพราะฉะนั้นระบบใดที่ให้ค่า Hit Rate ยิ่งสูงก็จะยิ่งมีประสิทธิภาพดี เพราะว่า ส่วนใหญ่ของการอ่านข้อมูลจะอ่านได้จาก Cache ซึ่งใช้เวลาน้อย โดยทั่วไปแล้วถ้าระบบใดมี Hit Rate มากกว่า 60% แสดงว่าระบบนั้นมีประสิทธิภาพที่ดี
การเพิ่มความเร็วในการประมวลผลแก่คอมพิวเตอร์ด้วยการปรับแต่ง Cache ทำได้อย่างง่ายๆ โดยการเพิ่มขนาดของ Cache ให้สูงขึ้น เพราะว่าเมื่อ Cache มีขนาดใหญ่ขึ้นก็จะสามารถเก็บข้อมูลไว้ภายในได้มากขึ้น ทำให้โอกาสที่จะพบข้อมูลใน Cache ก็จะสูงตามไปด้วย
ที่มา http://www.ismed.or.th/SME2/src/upload/knowledge/118915405346e10d05931c0.pdf
ป้ายกำกับ:
Cache,
Cache Memory,
CPU,
Internal Memory,
IT,
Ram
สมัครสมาชิก:
บทความ (Atom)



