Схема памяти: НОУ ИНТУИТ | Лекция | Синтез схем памяти

Содержание

НОУ ИНТУИТ | Лекция | Синтез схем памяти

Аннотация: Рассматривается принцип наращивания разрядности и по шине данных, и по шине адреса.

Типичным является случай, когда разрядность микросхемы памяти недостаточна и по ША, и по ШД. Для синтеза схемы памяти необходимое для обеспечения разрядности слова количество ИС объединяется в один блок ( “Построение схем памяти заданной структуры” ). Наращивание информационного объема обеспечивается соединением нужного количества таких блоков по правилам, изложенным в лекции 13. Пример синтеза схемы памяти информационного объема 1Кх8 на базе ИМС 256х1 каждая приведен на рис. 14.1. Здесь для обеспечения возможности хранения 8-разрядных чисел восемь ИС RAM объединяются в один блок: каждая ИМС служит для хранения своего разряда слова [1, 2]. Информационный объем блока составляет 256х8.

Все ИМС блока работают одновременно, поскольку у них один и тот же сигнал выбора кристалла. Требуемый информационный объем 1Кх8 обеспечивают четыре таких блока. Выбор каждого блока осуществляется посредством дешифратора, генерирующего сигналы выбора кристалла

CS 1, CS 2, CS 3 и CS 4.

Карта памяти для подобных схем составляется по описанному в лекции 13 принципу с тем лишь отличием, что вместо отдельных ИС в строках карты будут представлены блоки. Для схемы, приведенной на рис. 14.1, карта памяти та же, что и для схемы на рис. 13.2, она представлена в табл. 14.1.

Таблица 14.1. Карта памяти для схемы ПЗУ информационного объема 1Кх8 на базе ИС информационного объема 256х1 каждая
В двоичном коде	В шестнадцатеричном коде	Активный блок памяти
0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111 1111	0000 00FF	Блок 1 (восемь ИМС)
0000 0001 0000 0000 0000 0001 1111 1111	0100 01FF	Блок 2 (восемь ИМС)
0000 0010 0000 0000 0000 0010 1111 1111	0200 02FF	Блок 3 (восемь ИМС)
0000 0011 0000 0000 0000 0011 1111 1111	0300 03FF	Блок 4 (восемь ИМС)

Рассмотрим пример. Необходимо построить функциональную схему памяти одного типа объемом 12,25Кх16 на ИМС любого, выбранного по желанию исполнителя, информационного объема. Массив поддерживаемых адресов начинается с кода С000₁₆, при этом он должен быть непрерывным: за старшим адресом одного блока должен следовать младший адрес следующего блока.

Поскольку схема функциональная, исполнитель вправе определить самостоятельно обозначение ИС. В данном случае выбраны ИМС объемом 8Кх16, 4Кх16 и 256х16 ( 256=2₈=2₁₀*(1/4)=0,25К ). При переводе данной функциональной схемы в принципиальную потребуется реализация каждой такой ИС на нескольких корпусах реальных БИС, что в решение данной задачи не входит.

Функциональная схема памяти объемом 12,25Кх16 представлена на рис. 14.2, а соответствующая ей карта памяти – в табл. 14.2.

Таблица 14.2. Карта памяти для схемы ОЗУ информационного объема 12,25Кх16
Поддерживаемые адреса		Активный блок ОЗУ	Информационный объем блока
В двоичном коде	В шестнадца- теричном коде	Активный блок ОЗУ	Информационный объем блока
11 00 0000 0000 0000 11 01 1111 1111 1111	С000 DFFF	ОЗУ-1	8Кх16
11 10 0000 0000 0000 11 10 1111 1111 1111	E000 EFFF	ОЗУ-2	4Кх16
11 11 0000 0000 0000 11 11 0000 1111 1111	F000 F0FF	ОЗУ-3	0,25Кх16

Краткие итоги

Как правило, для построения реальных схем памяти, не хватает разрядности одной ИМС и по шине адреса, и по шине данных, поэтому типичным является совместное использование принципов наращивания и по ША, и по ШД.

Набор для практики

Упражнения к лекции 14

Упражнение 1

Вариант 1 к упражнению 1. Нарисуйте схему памяти информационным объёмом 16Кх8 на ИМС 1Кх1. Начальный адрес нулевой.

Вариант 2 к упражнению 1. Нарисуйте схему памяти информационным объёмом 32Кх8 на ИМС 4Кх4. Начальный адрес нулевой.

Вариант 3 к упражнению 1. Нарисуйте схему памяти информационным объёмом 64Кх8 на ИМС 4Кх4. Начальный адрес нулевой.

Упражнение 2

Вариант 1 к упражнению 2.Нарисуйте схему памяти информационным объёмом 16Кх8 на ИМС 1Кх1. Начальный адрес С000₁₆.

Вариант 2 к упражнению 2. Нарисуйте схему памяти информационным объёмом 32Кх8 на ИМС 4Кх4. Начальный адрес 8000₁₆.

Вариант 3 к упражнению 2.Нарисуйте схему памяти информационным объёмом 4Кх8 на ИМС 1Кх4. Начальный адрес Е000₁₆.

Упражнение 3

Вариант 1 к упражнению 3. Нарисуйте схему памяти информационным объёмом 8Кх8 на ИМС 1Кх1. Начальный адрес нулевой. Дешифраторы только на 3 входа.

Вариант 2 к упражнению 3. Нарисуйте схему памяти информационным объёмом 2Кх8 на ИМС 512Кх4. Начальный адрес нулевой. Дешифраторы только на 4 входа.

Вариант 3 к упражнению 3. Нарисуйте схему памяти информационным объёмом 64Кх8 на ИМС 4Кх4. Начальный адрес нулевой. Дешифраторы только на 2 входа.

Упражнение 4

Вариант 1 к упражнению 4. Нарисуйте схему памяти информационным объёмом 8Кх8 на ИМС 1Кх1. Начальный адрес С000₁₆. Дешифраторы только на 3 входа.

Вариант 2 к упражнению 4. Нарисуйте схему памяти информационным объёмом 2Кх8 на ИМС 512Кх4. Начальный адрес F000₁₆. Дешифраторы только на 4 входа.

Вариант 3 к упражнению 4. Нарисуйте схему памяти информационным объёмом 32Кх8 на ИМС 1Кх4. Начальный адрес 8000₁₆. Дешифраторы только на 2 входа.

Упражнение 5

Вариант 1 к упражнению 5. Нарисуйте схему памяти информационным объёмом 2,4К байт. Начальный адрес нулевой.

Вариант 2 к упражнению 5. Нарисуйте схему памяти информационным объёмом 3,2К байт. Начальный адрес нулевой.

Вариант 3 к упражнению 5. Нарисуйте схему памяти информационным объёмом 2,7К байт. Начальный адрес нулевой.

Упражнение 2

Вариант 1 к упражнению 6.Нарисуйте схему памяти информационным объёмом 4,2К байт. Начальный адрес С000₁₆.

Вариант 2 к упражнению 6. Нарисуйте схему памяти информационным объёмом 1,2К байт. Начальный адрес 8000₁₆.

Вариант 3 к упражнению 6.Нарисуйте схему памяти информационным объёмом 3,8К байт. Начальный адрес Е000₁₆.

Упражнение 7

Вариант 1 к упражнению 7. Нарисуйте схему памяти информационным объёмом 13,2К байт. Начальный адрес нулевой. Дешифраторы только на 3 входа.

Вариант 2 к упражнению 7. Нарисуйте схему памяти информационным объёмом 23,2К байт. Начальный адрес нулевой. Дешифраторы только на 4 входа.

Вариант 3 к упражнению 7. Нарисуйте схему памяти информационным объёмом 33,2К байт. Начальный адрес нулевой. Дешифраторы только на 2 входа.

Упражнение 8

Вариант 1 к упражнению 8. Нарисуйте схему памяти информационным объёмом 3,6К байт. Начальный адрес С000₁₆. Дешифраторы только на 3 входа.

Вариант 2 к упражнению 8. Нарисуйте схему памяти информационным объёмом 2,7Кх8 на ИМС 512Кх4. Начальный адрес F000₁₆. Дешифраторы только на 4 входа.

Вариант 3 к упражнению 8. Нарисуйте схему памяти информационным объёмом 3,9К байт. Начальный адрес 8000₁₆. Дешифраторы только на 2 входа.

Схема – память – Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Схема – память

Cтраница 1

Схема памяти может быть осуществлена с помощью триггера, имеющего два устойчивых состояния. Триггер выполнен на двух транзисторах Т1 и Т2, работающих в ключевом режиме. При подаче питания на схему и отсутствии входных сигналов один из транзисторов ( например, Т2) находится в закрытом состоянии, а другой ( 77) – в открытом. [1]

Схема памяти ( рис. 6 – 52) представляет собой схему с самоблокировкой. Здесь выходной сигнал Xs образуется за счет действия контакта исполнительного реле V после поступления кратковременного сигнала реле А. Сигнал х снимается в результате действия второго сигнала реле В. [2]

Схема памяти представляет собой диодно-емкост-ную ячейку, собранную на диодах Д2ъ Л – хь конденсаторах С70 и Са. [3]

Схема памяти и коммутации управляющих сигналов выполняется на реле. [4]

Схемы памяти и счетные схемы являются примером реализации сложных функций с помощью элементарных логических операций. Однако в обоих случаях речь идет не о комбинационных схемах, с которыми до сих пор мы имели дело применительно только к элементарным логическим операциям. Ниже мы рассмотрим некоторые более сложные комбинационные схемы, имеющие практическое значение для обработки информации. [6]

Такие схемы памяти использовались редко из-за высокой стоимости дискретных диодов, ограничений, связанных с токами утечки и емкостями диодов, и что они по ряду характеристик уступали другим схемам памяти. [7]

Напряжение схемы памяти снимается при исчезновении напряжения питания. [9]

Неисправность схемы памяти вызывает значительное изменение цшриед линии луча в пределах рабочей части экрана. [10]

Для осуществления схемы памяти обратная связь подается на входной трансформатор секции при использовании усилителя ВУТ с выходной обмотки ( см. рис. 75), усилителя ВУД – с обмотки Woc ( см. рис. 76, s), усилителя ВУР – с трансформатора питания системы через замыкающий контакт выход – Рис – 77 – Схема пРиставки пс ного реле. [12]

В качестве схем памяти совместно с МПК могут быть использованы также стандартные БИС ОЗУ и ПЗУ, не входящие в данный МПК, но сопрягающиеся с ним конструктивно и по электрическим параметрам. [13]

Преобразователи со схемой памяти имеют ряд преимуществ по сравнению с ранее описанными. При каждом считывании схема с памятью реагирует лишь на приращение исследуемого напряжения за-шаг считывания, благодаря чему амплитудная характеристика схемы обладает высокой линейностью. В моменты прихода строби-рующих импульсов напряжение на конденсаторе оказывается близким к исследуемому, поэтому преобразователь имеет высокое входное сопротивление и мало нагружает исследуемую схему. [14]

В некоторых циклах схема предварительной памяти не будет переполнена, и просчеты в ней не возникнут. [15]

Страницы: 1 2 3 4 5

Российский рынок памяти зависит от американского импорта на 60%

07 Ноября 2018 17:5407 Ноя 2018 17:54 | Поделиться

В 2017 г. 60% запоминающих интегральных схем, импортированных в Россию, были произведены американскими брендами. При этом 58% было ввезено из стран Азии, где есть американское производство, и всего 2% — напрямую из США.

Импорт запоминающих схем

Поставки запоминающих интегральных схем на российский рынок в 2017 г. на 60% состояли из продукции американских производителей, если говорить о стоимости товаров. При этом непосредственно из США было ввезено всего 2% схем, а еще 58% импортировалось из стран Азии, где у американских компаний налажено производство. К таким выводам пришли специалисты компании J’son & Partners Consulting, проанализировавшие российский рынок запоминающих интегральных схем.

J’son & Partners Consulting отмечают нестабильность импорта этих компонентов в 2015-2017 гг. Несмотря на это, суммарная емкость запоминающих интегральных схем, ввезенных в страну в 2017 г., превысила 25 млн ГБ. Большая часть ввезенных схем применяется для производства телевизоров, мониторов и светодиодных экранов — совокупный объем этих компонентов в 2017 г. составил 84% от общей емкости, то есть более 23 млн ГБ. Такие микросхемы используются в основном на иностранных производствах по сборке телевизоров, которые находятся на территории России. Существенная доля запоминающих схем приходится также на общепромышленные применения и автоматику, сообщают аналитики.

Почему телевизоры

Востребованность запоминающих микросхем в производстве телевизоров J’son & Partners Consulting объясняют появлением экранов высокого разрешения типа HDTV и 4K, а также усложнением технологий обработки видеосигналов. Свою роль играет в этом и общий объем рынка телевизоров. По данным компании, сейчас в России используется около 95,5 млн телевизоров, при этом скорость покупки новых устройств составляет до 4,8 млн. шт. в год. Почти все новые телевизоры поддерживают HDTV или 4К.

Российский рынок интегральных схем памяти на 60% зависит от продукции американских производителей

В других сферах схемы памяти востребованы меньше потому, что в России производится относительно немного компьютеризированного оборудования. Что касается иностранных предприятий по сборке компьютеров, то они осуществляют в России в основном крупноузловую сборку, включая электронные блоки, поэтому запоминающие интегральные схемы им отдельно не требуются.

Рынок запоминающих схем

По данным компании IC Insight, до 2021 г. производство запоминающих устройств в мире будет расти в среднем на 7,3% в год, то есть быстрее, чем производство любых других компонентов в сфере микроэлектроники. Среднегодовой рост по направлению интегральных схем вообще составит 4,9%. При этом аналоговые интегральные схемы будут демонстрировать среднегодовой темп роста на уровне 5,2%, микрокомпоненты — на уровне 4,4%, а логические схемы — 2,9%.

Темпы роста производства компонентов памяти определяются спросом на память типа DRAM, более экономную в отношении энергопотребления, и флэш-память NAND. Эти разновидности схем используются в мобильной технике, например, в смартфонах. Свою роль играет также рост спроса на твердотельные драйверы SSD, которые используются для хранения больших данных и в производстве ноутбуков. Помимо этого, аналитики прогнозируют дальнейший рост спроса на устройства памяти поддержки виртуализации, графических программ и приложений реального времени.

Валерия Шмырова

Инсайт: память, схема или разрыв?

В ЯрГУ прошел всероссийский научный семинар, посвященный инсайту, в котором приняли участие представители РАНХиГС, ВШЭ и факультета психологии ЯрГУ.

В конце июля на факультете психологии ЯрГУ им. П. Г. Демидова прошел традиционный летний всероссийский научный семинар “Инсайт: факты, методы, теории”. Участники семинара прослушали и обсудили три доклада, авторы которых представили свои концепции интеллектуального феномена, связанного с прорывом в понимании задачи и «неожиданном» нахождении ее решения.

Наработки модели инсайтного решения представил Илья Владимиров, доцент кафедры общей психологии ЯрГУ. Он рассматривает инсайт как подсистему памяти, а не мышления, каковой он традиционно считается. В концепции автора решение инсайтной задачи – не формулировка нового, а забывание старого ответа; отсюда следует функция инсайта как временная блокировка памяти. Она реализуется за счёт изменения фокуса внимания, которое случается несколько раз на протяжении решения задачи. Такая модель позволяет объяснить сложность и подчас невозможность переноса способа инсайтного решения с одной задачи на другую. Если главное в решении – избавиться от прошлого способа, а не создать новый, то переносить оказывается нечего, так как путь решения – это отказ от привычного, готового образа рассуждения. В подтверждение своей модели Илья Владимиров привёл результаты нескольких серий экспериментов.

Второй доклад сделал Сергей Коровкин, доцент кафедры общей психологии ЯрГУ. Его модель инсайтного решения строится вокруг понятия схемы. Именно применение схем позволяет решать инсайтные задачи. Схему составляют как высокоуровневые компоненты, которые определяют работу с задачей в целом, так и низкоуровневые, касающиеся элементов задачи. В первую категорию входят ситуативная модель задачи, ожидание цели и программа действий. Низкоуровневые компоненты – это репрезентация элементов, схемы отдельных действий и образ подцелей. Такая модель инсайтного решения позволяет ответить на один из фундаментальных вопросов: как происходит смена репрезентации задачи? В целом она реализуется на основе анализа основного конфликта задачи, ответа на вопрос, в чём подвох. Переструктурирование осуществляется на низком уровне – как переключение автоматических программ, и на высоком – через поиск готовых моделей решения. Такая модель тоже была сформулирована в результате анализа нескольких серий экспериментов.

Завершил выступления Владимир Спиридонов, профессор, декан факультета психологии Института общественных наук РАНХиГС. Он видит инсайтное решение как серию «разрывов» между этапами, часть которых воспринимается более эмоционально и осознаётся, порождая всем известное чувство озарения, сопровождающее нахождение ответа. Эти «разрывы» происходят между двумя различными типами работы с задачей, например, между исследованием задачи и целенаправленным поиском решения.

Финальным событием семинара стал круглый стол, в ходе которого участники обсудили ряд вопросов, посвященных инсайту. Так, была поставлена проблема единства инсайта: существует ли некий общий процесс, позволяющий объяснить всё многообразие решений задач? Из этой дискуссии вытекла терминологическая проблема: сам термин «инсайт» имеет большое количество трактовок и связанных понятий. Например, под инсайтом может подразумеваться и механизм, позволяющий находить решение, и переживание озарения, и событие – получение ответа.

В работе семинара принимали участие не только специалисты, изучающие инсайт, но и учёные из смежных областей когнитивной психологии. Дискуссия позволила узнать, в каком ключе они рассматривают исследования инсайта. Игорь Уточкин, профессор, заведующий научно-учебной лабораторией когнитивных исследований ВШЭ, отметил, что специалисты в области внимания и восприятия тоже используют подобные задачи, но как средство отслеживания осознанности. Он посоветовал при изучении инсайта меньше опираться на конструкт рабочей памяти, поскольку он недостаточно чётко сформулирован. Исходя из тезиса Ильи Владимирова о том, что инсайт может быть подсистемой памяти, а не мышления, он предложил проверить, нельзя ли свести инсайт к перцепции, когнитивному процессу прямого активного отображения человеком разных явлений, объектов, событий, ситуаций.

Его позицию поддержала Елена Горбунова, доцент, заведующая научно-учебной лабораторией когнитивной психологии пользователя цифровых интерфейсов ВШЭ. Она сделала акцент на том, что исследования инсайта очень сложны с точки зрения дизайна, и предложила провести эксперимент, в котором будет варьироваться только одна переменная, чтобы получить более простые и надёжные выводы.

Максим Морозов, научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории когнитивных исследований РАНХиГС, обратил внимание на то, что большинство моделей инсайта имеют недостаточную объяснительную мощность, лишь описывая процесс. Из-за этого многие концепции позволяют интерпретировать все экспериментальные результаты. Потому он предложил отталкиваться от вопросов, ответы на которые прежде всего должны быть получены в рамках экспериментов. Круглый стол завершился попыткой очертить круг самых важных вопросов в области инсайта и неоспоримых фактов, связанных с этим феноменом.

Семинар проводился в несколько необычном формате: главной целью было представление и обсуждение новых моделей инсайтного решения. Отсутствие ограничения по времени позволило докладчикам тщательно рассмотреть все аспекты своих моделей, а слушатели успели получить ответы на все вопросы. Участники семинара отметили необычность и удобство такого подхода к организации обсуждения научных проблем.

Полина Маркина
факультет психологии ЯрГУ

Процессор Intel® Core™ i5-9600K (9 МБ кэш-памяти, до 4,60 ГГц) Спецификации продукции

Дата выпуска

Дата выпуска продукта.

Литография

Литография указывает на полупроводниковую технологию, используемую для производства интегрированных наборов микросхем и отчет показывается в нанометре (нм), что указывает на размер функций, встроенных в полупроводник.

Условия использования

Условия использования представляют собой условия окружающей среды и эксплуатации, вытекающие из контекста использования системы.
Информацию об условиях использования конкретного SKU см. в отчете PRQ.
Информацию о текущих условиях использования см. в разделе Intel UC (сайт CNDA)*.

Количество ядер

Количество ядер – это термин аппаратного обеспечения, описывающий число независимых центральных модулей обработки в одном вычислительном компоненте (кристалл).

Количество потоков

Поток или поток выполнения – это термин программного обеспечения, обозначающий базовую упорядоченную последовательность инструкций, которые могут быть переданы или обработаны одним ядром ЦП.

Базовая тактовая частота процессора

Базовая частота процессора — это скорость открытия/закрытия транзисторов процессора. Базовая частота процессора является рабочей точкой, где задается расчетная мощность (TDP). Частота измеряется в гигагерцах (ГГц) или миллиардах вычислительных циклов в секунду.

Максимальная тактовая частота с технологией Turbo Boost

Максимальная тактовая частота в режиме Turbo — это максимальная тактовая частота одноядерного процессора, которую можно достичь с помощью поддерживаемых им технологий Intel® Turbo Boost и Intel® Thermal Velocity Boost. Частота измеряется в гигагерцах (ГГц) или миллиардах вычислительных циклов в секунду.

Кэш-память

Кэш-память процессора – это область быстродействующей памяти, расположенная в процессоре. Интеллектуальная кэш-память Intel® Smart Cache указывает на архитектуру, которая позволяет всем ядрам совместно динамически использовать доступ к кэшу последнего уровня.

Частота системной шины

Шина — это подсистема, передающая данные между компонентами компьютера или между компьютерами. В качестве примера можно назвать системную шину (FSB), по которой происходит обмен данными между процессором и блоком контроллеров памяти; интерфейс DMI, который представляет собой соединение “точка-точка” между встроенным контроллером памяти Intel и блоком контроллеров ввода/вывода Intel на системной плате; и интерфейс Quick Path Interconnect (QPI), соединяющий процессор и интегрированный контроллер памяти.

Частота с технологией Intel® Turbo Boost 2.0

^‡

Тактовая частота с технологией Intel® Turbo Boost 2.0 — это максимальная тактовая частота одного ядра процессора, которую можно достичь с помощью технологии Intel® Turbo Boost. Частота обычно измеряется в гигагерцах (ГГц) или миллиардах вычислительных циклов в секунду.

Расчетная мощность

Расчетная тепловая мощность (TDP) указывает на среднее значение производительности в ваттах, когда мощность процессора рассеивается (при работе с базовой частотой, когда все ядра задействованы) в условиях сложной нагрузки, определенной Intel. Ознакомьтесь с требованиями к системам терморегуляции, представленными в техническом описании.

Доступные варианты для встраиваемых систем

Доступные варианты для встраиваемых систем указывают на продукты, обеспечивающие продленную возможность приобретения для интеллектуальных систем и встроенных решений. Спецификация продукции и условия использования представлены в отчете Production Release Qualification (PRQ). Обратитесь к представителю Intel для получения подробной информации.

Поиск продукции с Доступные варианты для встраиваемых систем

Макс. объем памяти (зависит от типа памяти)

Макс. объем памяти означает максимальный объем памяти, поддерживаемый процессором.

Типы памяти

Процессоры Intel® поддерживают четыре разных типа памяти: одноканальная, двухканальная, трехканальная и Flex.

Макс. число каналов памяти

От количества каналов памяти зависит пропускная способность приложений.

Макс. пропускная способность памяти

Макс. пропускная способность памяти означает максимальную скорость, с которой данные могут быть считаны из памяти или сохранены в памяти процессором (в ГБ/с).

Поддержка памяти ECC

^‡

Поддержка памяти ECC указывает на поддержку процессором памяти с кодом коррекции ошибок. Память ECC представляет собой такой типа памяти, который поддерживает выявление и исправление распространенных типов внутренних повреждений памяти. Обратите внимание, что поддержка памяти ECC требует поддержки и процессора, и набора микросхем.

Поиск продукции с Поддержка памяти ECC ^‡

Встроенная в процессор графическая система

^‡

Графическая система процессора представляет собой интегрированную в процессор схему обработки графических данных, которая формирует работу функций видеосистемы, вычислительных процессов, мультимедиа и отображения информации. Системы HD-графики Intel®, Iris™ Graphics, Iris Plus Graphics и Iris Pro Graphics обеспечивают расширенное преобразование медиа-данных, высокие частоты кадров и возможность демонстрации видео в формате 4K Ultra HD (UHD). Для получения дополнительной информации см. страницу Технология Intel® Graphics.

Базовая частота графической системы

Базовая частота графической системы — это номинальная/гарантированная тактовая частота рендеринга графики (МГц).

Макс. динамическая частота графической системы

Макс. динамическая частота графической системы — это максимальная условная частота рендеринга (МГц), поддерживаемая HD-графикой Intel® с функцией Dynamic Frequency.

Макс. объем видеопамяти графической системы

Максимальное количество памяти, доступное для графической системы процессора. Графическая система процессора использует ту же память, что и сам процессор (с учетом ограничений для ОС, драйвера и системы т.д).

Поддержка 4K

Поддержка 4K определяет способность продукта воспроизводить данные с разрешением, как минимум, 3840 x 2160.

Макс. разрешение (HDMI 1.4)‡

Максимальное разрешение (HDMI) — максимальное разрешение, поддерживаемое процессором через интерфейс HDMI (24 бита на пиксель с частотой 60 Гц). Системное разрешение или разрешение экрана зависит от нескольких факторов дизайна системы, а именно, фактическое разрешение в системе может быть ниже.

Макс. разрешение (DP)‡

Максимальное разрешение (DP) — максимальное разрешение, поддерживаемое процессором через интерфейс DP (24 бита на пиксель с частотой 60 Гц). Системное разрешение или разрешение экрана зависит от нескольких факторов дизайна системы, а именно, фактическое разрешение в системе может быть ниже.

Макс. разрешение (eDP – встроенный плоский экран)

Максимальное разрешение (встроенный плоский экран) — максимальное разрешение, поддерживаемое процессором для встроенного плоского экрана (24 бита на пиксель с частотой 60 Гц). Системное разрешение или разрешение экрана зависит от нескольких факторов дизайна системы; фактическое разрешение на устройстве может быть ниже.

Поддержка DirectX*

DirectX* указывает на поддержку конкретной версии коллекции прикладных программных интерфейсов Microsoft для обработки мультимедийных вычислительных задач.

Поддержка OpenGL*

OpenGL (Open Graphics Library) — это язык с поддержкой различных платформ или кроссплатформенный прикладной программный интерфейс для отображения двухмерной (2D) и трехмерной (3D) векторной графики.

Intel® Quick Sync Video

Технология Intel® Quick Sync Video обеспечивает быструю конвертацию видео для портативных медиапроигрывателей, размещения в сети, а также редактирования и создания видео.

Поиск продукции с Intel® Quick Sync Video

Технология InTru 3D

Технология Intel InTru 3D позволяет воспроизводить трехмерные стереоскопические видеоматериалы в формате Blu-ray* с разрешением 1080p, используя интерфейс HDMI* 1.4 и высококачественный звук.

Технология Intel® Clear Video HD

Технология Intel® Clear Video HD, как и предшествующая ее появлению технология Intel® Clear Video, представляет собой набор технологий кодирования и обработки видео, встроенный в интегрированную графическую систему процессора. Эти технологии делают воспроизведение видео более стабильным, а графику — более четкой, яркой и реалистичной. Технология Intel® Clear Video HD обеспечивает более яркие цвета и более реалистичное отображение кожи благодаря улучшениям качества видео.

Технология Intel® Clear Video

Технология Intel® Clear Video представляет собой набор технологий кодирования и обработки видео, встроенный в интегрированную графическую систему процессора. Эти технологии делают воспроизведение видео более стабильным, а графику — более четкой, яркой и реалистичной.

Редакция PCI Express

Редакция PCI Express – это версия, поддерживаемая процессором. PCIe (Peripheral Component Interconnect Express) представляет собой стандарт высокоскоростной последовательной шины расширения для компьютеров для подключения к нему аппаратных устройств. Различные версии PCI Express поддерживают различные скорости передачи данных.

Конфигурации PCI Express

^‡

Конфигурации PCI Express (PCIe) описывают доступные конфигурации каналов PCIe, которые можно использовать для привязки каналов PCH PCIe к устройствам PCIe.

Макс. кол-во каналов PCI Express

Полоса PCI Express (PCIe) состоит из двух дифференциальных сигнальных пар для получения и передачи данных, а также является базовым элементом шины PCIe. Количество полос PCI Express — это общее число полос, которое поддерживается процессором.

Поддерживаемые разъемы

Разъемом называется компонент, которые обеспечивает механические и электрические соединения между процессором и материнской платой.

Спецификации системы охлаждения

Рекомендуемая спецификация системы охлаждения Intel для надлежащей работы процессора.

T

_JUNCTION

Температура на фактическом пятне контакта – это максимальная температура, допустимая на кристалле процессора.

Поддержка памяти Intel® Optane™

^‡

Память Intel® Optane™ представляет собой новый революционный класс энергонезависимой памяти, работающей между системной памятью и устройствами хранения данных для повышения системной производительности и оперативности. В сочетании с драйвером технологии хранения Intel® Rapid она эффективно управляет несколькими уровнями систем хранения данных, предоставляя один виртуальный диск для нужд ОС, обеспечивая тем самым хранение наиболее часто используемой информации на самом быстродействующем уровне хранения данных. Для работы памяти Intel® Optane™ необходимы специальная аппаратная и программная конфигурации. Чтобы узнать о требованиях к конфигурации, посетите сайт https://www.intel.com/content/www/ru/ru/architecture-and-technology/optane-memory.html.

Технология Intel® Turbo Boost

^‡

Технология Intel® Turbo Boost динамически увеличивает частоту процессора до необходимого уровня, используя разницу между номинальным и максимальным значениями параметров температуры и энергопотребления, что позволяет увеличить эффективность энергопотребления или при необходимости «разогнать» процессор.

Технология Intel® Hyper-Threading

^‡

Intel® Hyper-Threading Technology (Intel® HT Technology) обеспечивает два потока обработки для каждого физического ядра. Многопоточные приложения могут выполнять больше задач параллельно, что значительно ускоряет выполнение работы.

Поиск продукции с Технология Intel® Hyper-Threading ^‡

Технология виртуализации Intel® (VT-x)

^‡

Технология Intel® Virtualization для направленного ввода/вывода (VT-x) позволяет одной аппаратной платформе функционировать в качестве нескольких «виртуальных» платформ. Технология улучшает возможности управления, снижая время простоев и поддерживая продуктивность работы за счет выделения отдельных разделов для вычислительных операций.

Поиск продукции с Технология виртуализации Intel® (VT-x) ^‡

Технология виртуализации Intel® для направленного ввода/вывода (VT-d)

^‡

Технология Intel® Virtualization Technology для направленного ввода/вывода дополняет поддержку виртуализации в процессорах на базе архитектуры IA-32 (VT-x) и в процессорах Itanium® (VT-i) функциями виртуализации устройств ввода/вывода. Технология Intel® Virtualization для направленного ввода/вывода помогает пользователям увеличить безопасность и надежность систем, а также повысить производительность устройств ввода/вывода в виртуальных средах.

Поиск продукции с Технология виртуализации Intel® для направленного ввода/вывода (VT-d) ^‡

Intel® VT-x с таблицами Extended Page Tables (EPT)

^‡

Intel® VT-x с технологией Extended Page Tables, известной также как технология Second Level Address Translation (SLAT), обеспечивает ускорение работы виртуализованных приложений с интенсивным использованием памяти. Технология Extended Page Tables на платформах с поддержкой технологии виртуализации Intel® сокращает непроизводительные затраты памяти и энергопотребления и увеличивает время автономной работы благодаря аппаратной оптимизации управления таблицей переадресации страниц.

Intel® TSX-NI

Intel® Transactional Synchronization Extensions New Instructions (Intel® TSX-NI) представляют собой набор команд, ориентированных на масштабирование производительности в многопоточных средах. Эта технология помогает более эффективно осуществлять параллельные операции с помощью улучшенного контроля блокировки ПО.

Архитектура Intel® 64

^‡

Архитектура Intel® 64 в сочетании с соответствующим программным обеспечением поддерживает работу 64-разрядных приложений на серверах, рабочих станциях, настольных ПК и ноутбуках.¹ Архитектура Intel® 64 обеспечивает повышение производительности, за счет чего вычислительные системы могут использовать более 4 ГБ виртуальной и физической памяти.

Поиск продукции с Архитектура Intel® 64 ^‡

Набор команд

Набор команд содержит базовые команды и инструкции, которые микропроцессор понимает и может выполнять. Показанное значение указывает, с каким набором команд Intel совместим данный процессор.

Расширения набора команд

Расширения набора команд – это дополнительные инструкции, с помощью которых можно повысить производительность при выполнении операций с несколькими объектами данных. К ним относятся SSE (Поддержка расширений SIMD) и AVX (Векторные расширения).

Состояния простоя

Режим состояния простоя (или C-состояния) используется для энергосбережения, когда процессор бездействует. C0 означает рабочее состояние, то есть ЦПУ в данный момент выполняет полезную работу. C1 — это первое состояние бездействия, С2 — второе состояние бездействия и т.д. Чем выше численный показатель С-состояния, тем больше действий по энергосбережению выполняет программа.

Enhanced Intel SpeedStep® Technology (Усовершенствованная технология Intel SpeedStep®)

Усовершенствованная технология Intel SpeedStep® позволяет обеспечить высокую производительность, а также соответствие требованиям мобильных систем к энергосбережению. Стандартная технология Intel SpeedStep® позволяет переключать уровень напряжения и частоты в зависимости от нагрузки на процессор. Усовершенствованная технология Intel SpeedStep® построена на той же архитектуре и использует такие стратегии разработки, как разделение изменений напряжения и частоты, а также распределение и восстановление тактового сигнала.

Технологии термоконтроля

Технологии термоконтроля защищают корпус процессора и систему от сбоя в результате перегрева с помощью нескольких функций управления температурным режимом. Внутрикристаллический цифровой термодатчик температуры (Digital Thermal Sensor – DTS) определяет температуру ядра, а функции управления температурным режимом при необходимости снижают энергопотребление корпусом процессора, тем самым уменьшая температуру, для обеспечения работы в пределах нормальных эксплуатационных характеристик.

Технология защиты конфиденциальности Intel®

^‡

Технология защиты конфиденциальности Intel® — встроенная технология безопасности, основанная на использовании токенов. Эта технология предоставляет простые и надежные средства контроля доступа к коммерческим и бизнес-данным в режиме онлайн, обеспечивая защиту от угроз безопасности и мошенничества. Технология защиты конфиденциальности Intel® использует аппаратные механизмы аутентификации ПК на веб-сайтах, в банковских системах и сетевых службах, подтверждая уникальность данного ПК, защищает от несанкционированного доступа и предотвращает атаки с использованием вредоносного ПО. Технология защиты конфиденциальности Intel® может использоваться в качестве ключевого компонента решений двухфакторной аутентификации, предназначенных для защиты информации на веб-сайтах и контроля доступа в бизнес-приложения.

Программа Intel® Stable Image Platform (Intel® SIPP)

Программа Intel® SIPP (Intel® Stable Image Platform Program) подразумевает нулевые изменения основных компонентов платформ и драйверов в течение не менее чем 15 месяцев или до следующего выпуска поколения, что упрощает эффективное управление конечными вычислительными системами ИТ-персоналом.
Подробнее о программе Intel® SIPP

Новые команды Intel® AES

Команды Intel® AES-NI (Intel® AES New Instructions) представляют собой набор команд, позволяющий быстро и безопасно обеспечить шифрование и расшифровку данных. Команды AES-NI могут применяться для решения широкого спектра криптографических задач, например, в приложениях, обеспечивающих групповое шифрование, расшифровку, аутентификацию, генерацию случайных чисел и аутентифицированное шифрование.

Поиск продукции с Новые команды Intel® AES

Secure Key

Технология Intel® Secure Key представляет собой генератор случайных чисел, создающий уникальные комбинации для усиления алгоритмов шифрования.

Intel® Software Guard Extensions (Intel® SGX)

Расширения Intel® SGX (Intel® Software Guard Extensions) открывают возможности создания доверенной и усиленной аппаратной защиты при выполнении приложениями важных процедур и обработки данных. ПО Intel® SGX дает разработчикам возможность распределения кода программ и данных по защищенным центральным процессором доверенным средам выполнения, TEE (Trusted Execution Environment).

Команды Intel® Memory Protection Extensions (Intel® MPX)

Расширения Intel® MPX (Intel® Memory Protection Extensions) представляют собой набор аппаратных функций, которые могут использоваться программным обеспечением в сочетании с изменениями компилятора для проверки безопасности создаваемых ссылок памяти во время компиляции вследствие возможного переполнения или недогрузки используемого буфера.

Технология Intel® Trusted Execution

^‡

Технология Intel® Trusted Execution расширяет возможности безопасного исполнения команд посредством аппаратного расширения возможностей процессоров и наборов микросхем Intel®. Эта технология обеспечивает для платформ цифрового офиса такие функции защиты, как измеряемый запуск приложений и защищенное выполнение команд. Это достигается за счет создания среды, где приложения выполняются изолированно от других приложений системы.

Поиск продукции с Технология Intel® Trusted Execution ^‡

Функция Бит отмены выполнения

^‡

Бит отмены выполнения — это аппаратная функция безопасности, которая позволяет уменьшить уязвимость к вирусам и вредоносному коду, а также предотвратить выполнение вредоносного ПО и его распространение на сервере или в сети.

Intel® Boot Guard

Технология Intel® Device Protection с функциями Boot Guard используется для защиты систем от вирусов и вредоносных программ перед загрузкой операционных систем.

Что такое кэширование и как оно работает | AWS

Узнайте о различных отраслях и примерах использования кэширования

Мобильные технологии

Мобильные приложения – это сегмент рынка, который растет с невообразимой скоростью, учитывая быстрое освоение устройств потребителем и спад в использовании традиционного компьютерного оборудования. Практически для каждого сегмента на рынке, будь то игры, коммерческие приложения, медицинские программы и т. д., есть приложения с поддержкой мобильных устройств. С точки зрения разработки создание мобильных приложений очень похоже на создание любых других приложений. Вы сталкиваетесь с теми же вопросами на уровнях представления, бизнеса и данных. Несмотря на разницу в пространстве экрана и инструментах для разработчиков, общей целью является обеспечение качественного взаимодействия с клиентом. Благодаря эффективным стратегиям кэширования ваши мобильные приложения могут обеспечивать такой уровень производительности, которого ожидают ваши пользователи, масштабироваться до любых размеров и сокращать общие затраты.

AWS Mobile Hub – это объединенная консоль для удобного поиска, настройки и использования облачных сервисов AWS, предназначенных для разработки и тестирования мобильных приложений, а также мониторинга их использования.

Интернет вещей (IoT)

Интернет вещей – это концепция сбора информации с устройств и из физического мира с помощью датчиков и ее передачи в Интернет или в приложения, которые принимают эти данные. Ценность IoT заключается в способности понимать собранные данные в режиме, близком к реальному времени, что в конечном счете позволяет системе и приложениям, принимающим эти данные, быстро реагировать на них. Возьмем, к примеру, устройство, которое передает свои GPS-координаты. Ваше приложение IoT может предложить интересные места, которые находятся поблизости от этих координат. Кроме того, если вы сохранили предпочтения пользователя устройства, то можете подобрать наиболее подходящие рекомендации для этого пользователя. В этом отдельном примере скорость ответа приложения на полученные координаты критически важна для достижения качественного взаимодействия с пользователем. Кэширование может сыграть в нем важную роль. Интересные места и их координаты можно хранить в хранилище пар «ключ – значение», например в Redis, чтобы обеспечить их быстрое получение. С точки зрения разработки вы можете запрограммировать свое приложение IoT, чтобы оно реагировало на любое событие, если для этого существуют программные средства. При создании архитектуры IoT необходимо рассмотреть некоторые очень важные вопросы, в том числе время ответа при анализе полученных данных, создание архитектуры решения, масштаб которого охватывает N устройств, и экономичность архитектуры.

AWS IoT – это управляемая облачная платформа, которая позволяет подключенным устройствам просто и безопасно взаимодействовать с облачными приложениями и другими устройствами.

Дополнительные сведения: Managing IoT and Time Series Data with Amazon ElastiCache for Redis

Рекламные технологии

Современные приложения в сфере рекламных технологий особо требовательны к производительности. Примером важной области развития в этой сфере является торг в режиме реального времени (RTB). Это подход к трансляции рекламы на цифровых экранах в режиме реального времени, основанный на принципе аукциона и работающий со впечатлениями на самом подробном уровне. RTB был преобладающим способом проведения транзакций в 2015 году, учитывая то, что 74,0 процента рекламы было куплено программными средствами, что в США соответствует 11 миллиардам долларов (согласно eMarketer Analysis). При создании приложения для торгов в режиме реального времени важно учитывать то, что одна миллисекунда может решать, было ли предложение предоставлено вовремя, или оно уже стало ненужным. Это значит, что нужно крайне быстро получать данные из базы. Кэширование баз данных, при использовании которого можно получать данные о торгах за считанные доли миллисекунды, – это отличное решение для достижения такой высокой производительности.

Игровые технологии

Интерактивность – это краеугольный камень каждой современной игры. Ничто так не раздражает игроков, как медленная игра и долгое ожидание реакции. Такие игры редко становятся успешными. Мобильные многопользовательские игры еще требовательнее к производительности, потому что информацию о действии одного игрока необходимо предоставлять другим игрокам в режиме реального времени. Кэширование игровых данных играет решающую роль в бесперебойной работе игры благодаря тому, что время ответа на запросы к часто используемым данным исчисляется в долях миллисекунды. Также важно решить проблемы востребованных данных, когда множество одинаковых запросов отправляется к одним и тем же данным, например «кто входит в первую десятку игроков по счету?»

Подробнее о разработке игр см. здесь.

Мультимедиа

Мультимедийным компаниям часто требуется передавать клиентам большое количество статического контента при постоянном изменении количества читателей или зрителей. Примером является сервис потоковой передачи видео, например Netflix или Amazon Video, которые передают пользователям большой объем видеоконтента. Это идеальный случай для использования сети доставки контента, в которой данные хранятся на серверах кэширования, расположенных во всем мире. Еще одним аспектом медиаприложений является пикообразная и непредсказуемая нагрузка. Возьмем, к примеру, публикацию в блоге на веб-сайте, о которой некоторая знаменитость только что отправила сообщение в Twitter, или веб-сайт футбольной команды во время Суперкубка. Такой высокий пик спроса на маленькое подмножество контента – вызов для многих баз данных, потому их пропускная способность для отдельных ключей ограничена. Поскольку пропускная способность оперативной памяти гораздо выше, чем у дисков, кэш базы данных помогает решить эту проблему путем перенаправления запросов чтения в кэш в памяти.

Интернет-коммерция

Современные приложения для электронной коммерции становятся все сложнее. При совершении покупок в них учитываются личные предпочтения, например в режиме реального времени даются рекомендации, которые основаны на данных пользователя и истории его покупок. Обычно для этого требуется заглянуть в социальную сеть пользователя и взять за основу для рекомендации то, что понравилось друзьям, или то, что они приобрели. Количество данных, которые нужно обработать, растет, а терпение клиентов – нет. Поэтому обеспечение производительности приложения в режиме реального времени – это не роскошь, а необходимость. Хорошо реализованная стратегия кэширования – это важнейший аспект производительности приложения, от которого зависят успех и неудача, продажа товара и потеря клиента.

Социальные сети

Приложения для социальных сетей взяли мир штурмом. У таких социальных сетей, как Facebook, Twitter, Instagram и Snapchat, очень много пользователей, и объем контента, который они потребляют, все больше растет. Когда пользователи открывают свои ленты новостей, они ожидают, что увидят свежий персонализированный контент в режиме реального времени. Это не статический контент, поскольку у каждого пользователя разные друзья, фотографии, интересы и т. д., за счет чего обостряется необходимость в усложнении платформы, на которой основано приложение. Кроме того, приложения для социальных сетей подвержены пикам использования во время крупных развлекательных мероприятий, спортивных и политических событий. Устойчивость к пиковым нагрузкам и высокая производительность в режиме реального времени возможны благодаря использованию нескольких уровней кэширования, включая сети доставки контента для статического контента, например изображений, кэш сеансов для учета данных текущих сессий пользователей и кэш баз данных для ускорения доступа к часто запрашиваемому контенту, например последним фотографиям и свежим новостям от близких друзей.

Здравоохранение и здоровый образ жизни

В сфере здравоохранения происходит цифровая революция, благодаря которой медицинское обслуживание становится доступным все большему количеству пациентов во всем мире. Некоторые приложения позволяют пациентам общаться с врачами по видеосвязи, а многие крупные клиники предлагают своим клиентам приложения, в которых можно посмотреть результаты анализов и связаться с медицинским персоналом. Для поддержания здорового образа жизни существует множество приложений: от программ для отслеживания показаний датчиков (например, FitBit и Jawbone) до полных курсов тренировок и подборок данных. Поскольку эти приложения по своей сути интерактивные, необходимо, чтобы они были высокопроизводительными и удовлетворяли бизнес-требованиям и требованиям к данным. Вооружившись эффективной стратегией кэширования, вы сможете обеспечить быструю работу приложений, сократить общие затраты на инфраструктуру и масштабировать ее по мере роста востребованности.

Подробнее о создании приложений для сферы здравоохранения на AWS см. здесь.

Финансы и финансовые технологии

За последние годы потребление финансовых сервисов очень изменилось. Существуют приложения для доступа к банковским и страховым услугам, функциям выявления мошенничества, сервисам инвестирования, оптимизации капитальных рынков с использованием алгоритмов, которые работают в режиме реального времени, а также многие другие приложения. Очень сложно предоставлять доступ к финансовым данным клиента и возможность проведения таких транзакций, как перевод средств или совершение платежей, в режиме реального времени. Во-первых, к приложениям для этой сферы применяются те же ограничения, что и к приложениям для других сфер, в которых пользователю требуется взаимодействовать с приложением в режиме, близком к реальному времени. Кроме того, финансовые приложения могут предъявлять дополнительные требования, например относительно повышенной безопасности и выявления мошенничества. Для того чтобы производительность отвечала ожиданиям пользователя, крайне важно создать эффективную архитектуру с использованием стратегии многоуровневого кэширования. В зависимости от требований приложения уровни кэширования могут включать кэш сеансов для хранения данных о сессиях пользователя, сеть доставки контента для передачи статического контента и кэш базы данных для передачи часто запрашиваемых данных, таких как последние 10 покупок клиента.

Подробнее о финансовых приложениях на AWS см. здесь.

Управление по увековечению памяти защитников Отечества и жертв войн Вооруженных Сил

Почтовый адрес: ул.Азгура, 4, 220030, г.Минск

Место расположения: ул.Рогачевская, 20 (территория Минской Военной комендатуры), 220056, г.Минск

Телефоны: начальник управления – 286 80 34, заместитель начальника управления – 266 61 65, отдел (тел./факс) – 266 61 04, группа – 343 47 97.

Организационно-штатная структура управления

ВОРОНОВИЧ Сергей Николаевич

полковник

Начальник управления по увековечению памяти защитников Отечества и жертв войн Вооруженных Сил

Родился 24 апреля 1973 года в г. Минске, белорус

В 1990 г. поступил в Минское высшее военное политическое общевойсковое училище. После окончания в 1994 году училища военную службу проходил на должностях: командир мотострелкового взвода, помощник начальника отделения воспитательной работы по организации досуга и техническим средствам воспитания – начальник клуба, старший помощник начальника отделения воспитательной работы – психолог, заместитель командира по морально-психологическому обеспечению реактивного артиллерийского дивизиона, старший помощник начальника по анализу морально-психологического состояния и морально-психологического обеспечения – психолог отделения морально-психологического обеспечения механизированной бригады, заместитель командира батальона по идеологической работе, заместитель командира по идеологической работе базы охраны, связи и обслуживания командования Сухопутных войск, заместитель командира механизированной бригады по идеологической работе – начальник отделения идеологической работы.

Окончил командно-штабной факультет в 2004 году.

С сентября 2014 года – начальник управления по увековечению памяти защитников Отечества и жертв войн Вооруженных Сил.

Историческая справка

Управление по увековечению памяти защитников Отечества и жертв войн было создано в соответствии с постановления Совета Министров Республики Беларусь от 21 декабря 1992 года № 763 в составе Комитета по социальной защите военнослужащих, лиц рядового и начальствующего состава органов внутренних дел, воинов-интернационалистов, уволенных в запас (отставку), и членов их семей при Совете Министров Республики Беларусь.

На основании Указа Президента Республики Беларусь от 30 ноября 1994 года № 231 «Об улучшении работы по увековечению памяти защитников Отечества и жертв войн в Республике Беларусь» управление было передано в Министерство обороны.

Годовой праздник управления – 21 декабря – установлен в приказе Министра обороны Республики Беларусь от 20 февраля 2013 г. № 171 «Об установлении дат годового праздника управления по увековечению памяти защитников Отечества и жертв войн и 52 отдельного специализированного поискового батальона».

Организационно-штатная структура управления

Основные задачи управления:

организация и координация работы государственных органов, государственных и иных организаций, общественных объединений и граждан по увековечению памяти о погибших при защите Отечества и сохранению памяти о жертвах войн;

разработка совместно с заинтересованными государственными органами государственных программ по увековечению памяти о погибших при защите Отечества и сохранению памяти о жертвах войн;

разработка ведомственных нормативных правовых актов, согласованных с заинтересованными государственными органами, определяющих порядок государственного учета воинских захоронений и захоронений жертв войн, регистрации захоронений иностранных военнослужащих на территории Республики Беларусь, а также, по согласованию с Министерством жилищно-коммунального хозяйства, особенности инвентаризации воинских захоронений и захоронений жертв войн;

проведение архивно-исследовательских работ по сбору информации о неучтенных воинских захоронениях, установлению данных о погибших, обнаруженных при проведении полевых поисковых работ;

ведение государственного учета воинских захоронений и захоронений жертв войн, регистрация захоронений иностранных военнослужащих на территории Республики Беларусь, а также государственный учет воинских захоронений, находящихся на территориях иностранных государств;

участие в подготовке проектов международных договоров в военно-мемориальной сфере и их реализации;

организация деятельности специализированной поисковой воинской части, проведения полевых поисковых работ, а также работ по локализации захоронений иностранных военнослужащих;

ведение автоматизированного банка данных «Книга Памяти Республики Беларусь»;

рассмотрение обращений граждан и юридических лиц по вопросам установления данных о погибших в ходе войн.

Информация о графике и порядке приема граждан
Рабочий день – 9.00 – 18.00

Предпраздничные дни – 9.00 – 17.00

Обед – 13.00 – 14.00
Выходные дни – суббота, воскресенье

Прием посетителей по личным вопросам проводится во 2-й и 4-й вторник месяца с 8.00 до 14.00.

Предварительная запись по телефонам: 286 80 34, 343 47 97.

Схема памяти

– Официальная Minecraft Wiki

Эта статья посвящена определенной категории схем из красного камня. Для других схем см. Схемы красного камня. Примечание:

На этой странице используется множество схем, которые загружаются индивидуально из соображений производительности. [Справка по схеме]

Введение []

Защелки и триггеры фактически представляют собой 1-битные ячейки памяти. Они позволяют схемам сохранять данные и доставлять их в более позднее время, а не воздействовать только на входные данные в то время, когда они заданы.В результате они могут превратить импульс в постоянный сигнал, «превратив кнопку в рычаг».

Устройства, использующие защелки, могут быть созданы для выдачи разных выходов каждый раз, когда цепь активируется, даже если используются одни и те же входы, и поэтому схемы, использующие их, называются «последовательной логикой». Они позволяют проектировать счетчики, долговременные часы и сложные системы памяти, которые не могут быть созданы с помощью одних только комбинаторных логических вентилей. Защелки также используются, когда устройство должно вести себя по-разному в зависимости от предыдущих входов .

Есть несколько основных категорий защелок, различающихся по способу управления. Для всех типов входные линии маркируются в соответствии с их назначением ( S et al, R eset, T oggle, D ata, C lock). Есть и более произвольные метки: по историческим причинам результат обычно обозначается буквой Q. Иногда также имеется «обратный выход» Q̅, который всегда включен, когда Q выключен, и наоборот. Если доступны как Q, так и Q̅, мы говорим, что схема имеет «двойные выходы».Большинство из следующих типов могут быть построены как «защелка», которая реагирует на уровень сигнала , или как «триггер», запускаемый изменением сигнала .

Защелка RS имеет отдельные линии управления для s et (включение) или r eset (выключение) защелки. Многие также имеют двойные выходы. Самая старая форма защелки RS в Minecraft – защелка RS-NOR, которая составляет основу многих других конструкций защелок и триггеров.
Т-образная защелка имеет только один вход – тумблер.При срабатывании переключателя защелка меняет свое состояние с ВЫКЛ. На ВКЛ. Или наоборот .
Есть также защелки SRT, сочетающие в себе входы и возможности защелок RS и T.

Защелка
A D имеет вход d ata и вход блокировки c . Когда часы запускаются, входные данные копируются на выход, а затем удерживаются до тех пор, пока часы не сработают снова.
Защелка JK имеет три входа: вход блокировки c и входы J и K.(J и K ничего не означают.) Когда запускаются часы, выход защелки может быть установлен, сброшен, переключен или оставлен как есть, в зависимости от комбинации J и K. Хотя это обычное дело в реальной жизни. world electronics, в Minecraft они имеют тенденцию быть громоздкими и непрактичными – большинство игроков вместо этого использовали бы защелку SRT.

Защелки RS []

О замках RS []

Защелка RS имеет 2 входа, S и R. Выход обычно обозначается Q, и часто имеется дополнительный «обратный выход» Q̅.(Наличие как Q, так и Q̅ называется «двойными выходами»). Когда сигнал поступает в S, Q составляет с и остается включенным до тех пор, пока аналогичный сигнал не поступает в R, после чего Q составляет r e установлено в положение «выключено». Q̅ указывает противоположность Q – когда Q высокий, Q̅ низкий, и наоборот. Там, где доступен выход Q̅, вы часто можете сохранить вентиль НЕ, используя его вместо Q.

Обратите внимание, что правильное название этой категории защелок – «Защелка SR». Однако в реальной электронике, как в Minecraft, классическая реализация таких защелок начинается с инвертирования входов; такая защелка является собственно «защелкой RS», но они настолько распространены, что этот термин обычно используется также для обозначения того, что «следует» называть защелками SR.

Типичные области применения включают систему сигнализации, в которой сигнальная лампа остается включенной после активации прижимной пластины до нажатия кнопки сброса или до тех пор, пока не будет установлено и сброшено Т-образное соединение рельсов с помощью различных детекторных рельсов. Защелки RS являются обычными частями других цепей, включая другие виды защелок.

Установка высокого уровня для обоих входов одновременно является «запрещенным» условием, которого обычно следует избегать. В таблице истинности S = 1, R = 1 нарушает обратную зависимость между Q и Q̅. Если это произойдет, вы получите «неопределенное поведение» – разные дизайны могут делать разные вещи, и особенно Q и Q̅ могут быть высокими или низкими одновременно.Если запрещенное состояние кооптировано к , чтобы переключить выход, схема становится защелкой JK, описанной в ее собственном разделе. Если вместо этого есть третий вход, который – переключает выход, схема становится «защелкой RST».

Любая защелка RS с двойными выходами функционально симметрична: при пульсации каждого входа включается «свой» выход и отключается другой. Таким образом, R и S взаимозаменяемы, если вы также меняете местами выходы: какой вход вы выбираете, поскольку S выбирает, какой из выходов является Q, тогда другой вход будет R, а другой выход будет Q̅.(Если исходная схема имела только выход Q, то замена входов превратит его в Q̅.) В некоторых схемах (A, B, D, F, I) функциональная симметрия отражается физической симметрией схемы с каждым входом включение факела, к которому он ведет, и выключение другого. Защелки

RS могут быть выполнены разными способами:

Два строба ИЛИ-НЕ могут быть связаны таким образом, что какой бы из них ни горит, другой будет выключен. Защелка RS NOR – это «оригинальная» защелка RS, и все еще одно из самых маленьких запоминающих устройств, которые можно сделать в ванильной версии Minecraft .Хотя они могут быть построены только из факелов и пыли из красного камня, также можно использовать повторители. Многие из этих схем имеют «дуплексный ввод / вывод» – одни и те же места могут использоваться для чтения или установки состояния защелки.
Также возможно сконструировать защелку RS NAND, используя вентили NAND вместо вентилей NOR. Они будут больше и сложнее, чем защелки RS NOR, но могут быть полезны для специальных целей. Их входы инвертированы (подробности см. Ниже).
Другие защелки RS могут быть созданы путем установки «входной поддерживающей схемы» с переключателем сброса, скажем, путем добавления пары вентилей НЕ или поршня, размещенного так, чтобы прерывать цепь при срабатывании.Такая конструкция может быть почти такой же компактной, как защелка RS NOR (и часто с лучшей изоляцией ввода / вывода и / или синхронизацией), но обычно они не имеют естественного выхода Q̅.
Могут быть задействованы и другие устройства. Поршни могут использоваться для физического переключения местоположения блока, в то время как бункеры или капельницы могут перемещаться вокруг объекта. Эти схемы могут быть очень быстрыми и маленькими, с небольшим количеством пыли из красного камня.

S	R	S̅	R̅	Q	Q̅
1	1	0	0	Не определено	Неопределенный
1	0	0	1	1	0
0	1	1	0	0	1
0	0	1	1	Сохранить состояние	Сохранить состояние

Защелки RS-NOR []

Базовые защелки RS-NOR

Вид на: Схема памяти / Базовый RS-NOR [редактировать]
Designs A и B – самые основные защелки RS-NOR.В обоих случаях их входы и выходы являются «дуплексными» – состояние защелки может быть считано (Q) или установлено (S) на одной стороне схемы, в то время как на другой стороне защелка может быть сброшена (R) или обратный вывод читается (Q̅). Если необходимы отдельные линии для ввода и вывода, можно использовать противоположные концы B , или A можно преобразовать в A ‘ с отдельными местоположениями для всех четырех линий.
Изолированные защелки RS-NOR
Вид на: Схема памяти / Изолированный RS-NOR [править]
Их можно модифицировать для обеспечения отдельных, даже изолированных входов и выходов. C и D используют резаки и повторители соответственно, чтобы изолировать выходы, хотя входы все еще могут быть прочитаны. E немного расширяет цепь, чтобы изолировать все четыре линии ввода / вывода.
Вертикальные защелки RS-NOR
Вид на: Схема памяти / Вертикальный RS-NOR [редактировать]
Дизайн F имеет вариант вертикального (шириной 1); опять же, ввод / вывод является дуплексным, хотя изолированные выходы могут использоваться в других местах.
Конструкция G занимает больше места, чем F , но может быть предпочтительнее, поскольку и установка, и сброс находятся на одной стороне.Кроме того, не забудьте компенсировать лишнюю отметку на (Q̅), вызванную последней горелкой.
Конструкция H меньше конструкции F по высоте, вход и выход находятся на одинаковой высоте, но он длиннее и немного медленнее из-за повторителя.
Кроме того, легко складывается по вертикали и горизонтали (со смещением на 2 блока по оси Y).
Конструкция I аналогична конструкции G , поскольку она имеет как настройки, так и сбросы на одной стороне, но занимает меньше места.Ввод / вывод является дуплексным, хотя изолированные выходы можно использовать в других местах.
Конструкция J похожа на конструкцию G , поскольку она имеет как установку, так и сброс на одной стороне, но не имеет замедления из-за отсутствия каких-либо дополнительных повторителей или резаков. Это может быть более предпочтительным, чем G , хотя выходы (Q / Q̅) не совпадают с входами (R / S).
RS Защелки NAND []
Защелка RS также может быть разработана с использованием логических элементов NAND. В Minecraft они менее эффективны, чем защелка RS NOR, потому что один факел Redstone действует как вентиль NOR, тогда как для создания ворот NAND требуется несколько факелов.Однако они все еще могут быть полезны для специальных целей.
Такая «защелка RS NAND» эквивалентна RS NOR, но с инверторами, применяемыми ко всем входам и выходам. RS NAND логически эквивалентен RS NOR, поскольку одни и те же входы R и S дают одинаковый выход Q. Однако эти схемы принимают , обратные R и S (R̅, S̅) в качестве входных данных. Когда S̅ и R̅ выключены, Q и Q̅ включены. Когда S̅ включен, но R̅ выключен, Q̅ будет включен. Когда R̅ включен, а S̅ выключен, Q будет включен. Когда S̅ и R̅ включены, Q и Q̅ не меняются.Они будут такими же, какими были до включения S̅ и R.
Защелки RS-NAND
Вид на: Схема памяти / RS-NAND [редактировать]
RS-Latch Сводная таблица 1 []
В этой таблице приведены ресурсы и характеристики защелок RS, которые используют только пыль из красного камня, фонари и повторители.
Конструкция А B А ‘ С D E F G H
Размер 4 × 2 × 3 3 × 2 × 3 4 × 4 × 3 2 × 3 × 3 2 × 3 × 2 2 × 4 × 2 3 × 1 × 4 5 × 3 × 3 6 × 3 × 3
Горелки 2 2 2 2 2 2 2 4 6
Проволока из красного камня 6 4 10 4 0 4 3 6 8
Повторители 0 0 0 0 2 0 0 0 0
Входы изолированы? Дуплекс Дуплекс Дуплекс Дуплекс Есть Есть Дуплекс Есть Да
Выходы изолированы? Дуплекс Дуплекс Дуплекс Есть Есть Есть Дуплекс / Да № Да
Ориентация ввода напротив смежные напротив напротив напротив напротив напротив перпендикуляр перпендикуляр
Стабилизация входа со сбросом []
Цепь стабилизации входа
«Цепь стабилизации входа» реагирует на входной импульс, включая его вход и оставляя его включенным.Это можно встроить в защелку RS, добавив средства для ее отключения. Эти схемы обычно не предлагают «естественного» выхода Q̅. В конструкции J добавлена пара вентилей НЕ, при этом сброс выполняется на второй факел. (Вентили НЕ могут быть также добавлены к верхней петле из красного камня.) Конструкция K использует свой поршень для блокировки цепи, где он поднимается на твердый блок. Конструкция L показывает обратный подход, разрыв цепи путем извлечения силового блока.
Защелки RS-ISR
Вид на: Схема памяти / RS-ISR [редактировать]
Поршни и прочие устройства []
Прочие защелки RS
Вид: Схема памяти / Устройства RS [редактировать]
Пара нелипких поршней может использоваться для физического толкания блока вперед и назад.Это может замкнуть или разорвать цепь резака, создавая защелку RS без инверсного выхода ( M ). Если толкаемый блок является блоком из красного камня, схема может быть еще меньше, с двумя выходами ( N ). Оба они имеют изолированные входы и выходы. Если поместить два блока между поршнями, получается защелка SRT O с дополнительным входом для переключения состояния защелки. И капельницы также могут быть задействованы, как в конструкции P : маленькие, мозаичные, но для этого требуется компаратор.
Варианты []
Защелку RS можно легко превратить в моностабильную схему, которая автоматически отключается через некоторое время после активации. Для этого разделите выходной путь красного камня на 2 части. Новый путь должен пройти через несколько повторителей до входа сброса. Когда вы включаете защелку, красный камень пройдет через задержку перед отключением защелки. (Это работает не только для Q и R, но и для Q̅ и S.) Вы также можете использовать более сложный механизм задержки вместо повторителей, e.г. водяные часы.
«Включение / выключение защелки RS» может быть выполнено путем добавления пары логических элементов И перед входами, проверяя каждый из них по третьему входу E. Теперь, если E истинно, ячейка памяти работает как обычно. Если E ложно, ячейка памяти не изменит свое состояние. То есть E фиксирует (или, что эквивалентно, синхронизирует) саму защелку RS. Обратите внимание, что для конструкции Q выходы , а не изолированы, и сигнал для них может устанавливать защелку независимо от E. В качестве альтернативы можно использовать повторители для фиксации входов, но это стоит дороже и не экономит места.
Как отмечалось выше, если можно добавить «переключающий» вход, защелка RS становится защелкой RST. Если для переключателя используется «запрещенное» состояние, то это защелка JK.
Включение / отключение защелки RS
Просмотр в: Цепь памяти / синхронизация RS [редактировать]
RS-Latch Сводная таблица 2 []
Конструкция Дж К L M N O -П Q
Размер 2 × 3 × 3 4 × 3 × 3 4 × 4 × 2 4 × 3 × 2 4 × 1 × 1 5 × 3 × 3 3 × 1 × 2 5 × 5 × 3
Горелки 2 0 1 1 0 1 0 7
Пыль 7 4 6 0 9 4 0 7
Повторители 1 1 1 1 0 1 0 0
Прочие устройства – 1 липкий поршень 1 липкий поршень 2 обычных поршня 2 обычных поршня 2 обычных поршня 2 капельницы, 1 компаратор –
Входы изолированы? Да, № № Есть Есть № Есть Да
Выходы изолированы? Есть № № Есть Есть Есть Есть Нет
Q̅ есть в наличии? № № № № Есть № № Да
Ориентация ввода Перпендикуляр Перпендикуляр Соседний напротив напротив напротив Соседний Соседний
D Защелки и шлепанцы []
Триггер или защелка D («данные») имеет два входа: линию данных D и вход C.При запуске от C схемы устанавливают свой выход (Q) на D, а затем удерживают это состояние выхода между триггерами. Форма защелки, «запорная защелка D», срабатывает по уровню. Это может быть высокий или низкий уровень срабатывания; в любом случае, пока часы находятся в состоянии триггера, выходной сигнал изменится, чтобы соответствовать D. Когда часы находятся в другом состоянии, защелка будет удерживать свое текущее состояние до тех пор, пока не сработает снова. D-триггер запускается по фронту; он устанавливает выход на D только тогда, когда его тактовый вход изменяется с «выключено» на «включено» (положительный фронт) или , наоборот, (отрицательный фронт), в зависимости от схемы.Пограничный триггер может превратить запертую D-защелку в D-триггер.
Сборка этих устройств с помощью фонариков довольно громоздка, хотя некоторые более старые конструкции приведены ниже. К счастью, начиная с версии 1.4 из Minecraft , ретрансляторы имеют особую способность фиксации, которая значительно упрощает проблему. Теперь стробируемую D-защелку можно сделать с двумя ретрансляторами, а D-триггер с четырьмя ретрансляторами и фонариком:
Защелка Modern Gated D (G)
(Высокий уровень)
Modern D Flip-flop (H)
(передний фронт)
Design G использует новую функцию фиксации ретранслятора, добавленную в игру в версии 1.4. Он сохраняет свое состояние, пока часы подняты, и на сегодняшний день является самой компактной из конструкций D-защелки. Конструкция H сочетает в себе две такие защелки, срабатывающие по высокому и низкому уровню, для создания D-триггера с положительным срабатыванием фронта. Блок и факел из красного камня могут быть перевернуты для дизайна с отрицательным срабатыванием фронта. Конструкция основана на реальной реализации запускаемого фронтом D-триггера, называемого конфигурацией «ведущий-ведомый».
Конструкции на основе горелок []
Для исторического интереса вот несколько старых проектов, не зависящих от ретрансляторов с защелкой, а также таблица их потребностей в ресурсах и других характеристик.Некоторые из этих конструкций также имеют дополнительные входы и обратный выход RS-защелки.
Эта базовая защелка D с запуском по уровню (дизайн A ) устанавливает выход на D, пока часы установлены в положение OFF, и игнорирует изменения в D, пока часы включены. Однако при положительном фронте тактового сигнала, если D имеет низкий уровень, на выходе будет импульс высокого уровня в течение 1 такта, прежде чем он зафиксируется на низком уровне.
Конструкция B включает в себя триггер по нарастающему фронту, и он установит выход на D только тогда, когда часы перейдут с ВЫКЛ на ВКЛ.Спусковой механизм на основе резака также можно заменить одним из вариантов со страницы «Импульсная схема».
Цепи основаны на защелке RS с интерфейсом для ее соответствующей установки. Защелка RS также может быть запущена напрямую: использование входов R и S может отменить синхронизацию и принудительно установить определенное состояние выхода. Так же можно посылать сигналы в линии Q и Q̅, потому что выход не изолирован. Чтобы получить изолированные выходы, просто добавьте инверторы и поменяйте метки местами.
D Защелка A
Вид на: Схема памяти / Старый D Защелка A [редактировать]
Design C – это вертикальная версия A шириной в один блок, за исключением использования неинвертированных часов.Он устанавливает выход на D, когда часы включены (выключение резака). Этот дизайн может повторяться параллельно с каждым другим блоком, что дает ему гораздо меньшую площадь, равную минимальному интервалу между параллельными линиями данных. Тактовый сигнал может быть распределен по всем из них с помощью провода, проходящего перпендикулярно под линиями данных, что позволяет нескольким триггерам совместно использовать один запуск по фронту, если это необходимо. К выходу Q̅ проще всего получить доступ в обратном направлении, по направлению к источнику входа. Как и в конструкции A , неизолированные провода Q и Q̅ могут выполнять двойную функцию в качестве входов R и S.Q можно перевернуть или повторить, чтобы изолировать линию Set защелки.
D Защелка C
Вид на: Схема памяти / Старый D Защелка C [редактировать]
D Защелка D
Вид на: Схема памяти / Старый D Защелка D [редактировать]
Design E представляет собой более компактную (но более сложную) версию A , при этом удовлетворяя те же требования к потолку. E ‘ позволяет защелке действовать при высоком входном сигнале.
Дизайн F сохраняет свое состояние, пока тактовый сигнал высокий, и переключается на D, когда тактовый сигнал падает.Повторитель служит для синхронизации сигналов, которые отключают петлю и переключают D. Он должен быть установлен на 1, чтобы соответствовать эффекту горелки.
D Защелка E
Вид на: Схема памяти / Старый D Защелка E [редактировать]
D Защелка F
Вид на: Схема памяти / Старый D Защелка F [редактировать]
Дизайн А B С D E E ‘ F G H
Размер 7 × 3 × 3 7 × 7 × 3 6 × 1 × 5 5 × 2 × 6 5 × 3 × 3 5 × 3 × 3 5 × 3 × 3 2 × 1 × 2 3 × 2 × 2
Горелки 4 8 5 6 4 5 4 0 1
Проволока из красного камня 11 18 5 6 10 9 7 0 0
Повторители 0 0 0 0 0 0 1 2 4
Триггер Низкий уровень Rising Edge Высокий уровень Высокий уровень Низкий уровень Высокий уровень Низкий уровень Высокий уровень Rising Edge
Выход изолирован? № № № № № № Есть Есть Да
Вход изолирован? Есть Есть C Только C Только Есть Есть № Есть Да
Вьетнамки и защелки JK []
Триггер JK – это еще один элемент памяти, который, как и триггер D, изменяет свое выходное состояние только при запуске по тактовому сигналу C.Они могут запускаться по фронту (модели A , D , E ) или по уровню ( C ). В любом случае два входа называются J и K. Эти имена произвольны и в некоторой степени взаимозаменяемы: если доступен выход Q̅, замена J и K также поменяет местами Q и Q̅.
Дж К Q (т)
0 0 Q (т-1)
0 1 0
1 0 1
1 1 Q̅ (т-1)
При срабатывании триггера влияние на выход Q будет зависеть от значений двух входов:
Если вход J = 1 и вход K = 0, выход Q = 1.
Когда J = 0 и K = 1, выход Q = 0.
Если и J, и K равны 0, то триггер JK сохраняет свое предыдущее состояние.
Если оба равны 1, выход будет дополнять сам себя – то есть, если Q = 1 перед синхронизацией, Q = 0 после.
Таблица суммирует эти состояния – обратите внимание, что Q (t) – это новое состояние после триггера, а Q (t-1) представляет состояние до триггера.
Функция дополнения триггера JK (когда J и K равны 1) имеет смысл только для триггеров JK, запускаемых по фронту, поскольку это условие мгновенного запуска.С триггерами, запускаемыми по уровню (например, конструкция C), слишком долгое поддержание тактового сигнала на уровне 1 вызывает состояние гонки на выходе. Хотя это состояние гонки недостаточно быстрое, чтобы вызвать перегорание факелов, оно делает функцию дополнения ненадежной для триггеров, запускаемых по уровню.
Триггер JK является «универсальным триггером», так как его можно преобразовать в любой из других типов: это уже защелка RS, с «запрещенным» входом, используемым для переключения. Чтобы сделать его T-триггером, установите J = K = T , а чтобы сделать его D-триггером, установите K равным обратному J, то есть J = K̅ = D .В реальном мире массовое производство делает защелки JK полезными и распространенными: единая цепь для массового производства, которую можно использовать как защелку любого другого типа. Однако в Minecraft защелки JK обычно больше и сложнее, чем другие типы, и использовать их функцию переключения неудобно. Практически всегда проще построить защелку конкретного типа. Примечательно, что SRT Latch имеет все те же возможности, но получает функцию переключения с отдельного входа.
Дизайн E – это вертикальный триггер JK на основе конструкции A.
Помимо этих конструкций из красного камня, также можно сделать триггер JK, изменив рычаг направляющей или используя новые компоненты, такие как бункеры и капельницы.
JK Latch A
Вид на: Схема памяти / JK Latch A [редактировать]
JK Latch C
Вид на: Схема памяти / JK Latch C [редактировать]
JK Latch D
Вид на: Схема памяти / JK Latch D [редактировать]
JK Latch E
Вид на: Схема памяти / JK Latch E [редактировать] Проектный стол
[]
Дизайн А С D E
Размер 9 × 2 × 11 7 × 4 × 5 5 × 2 × 7 14 × 10 × 1
Горелки 12 11 8 10
Редстоун 30 23 16 24
Повторители 0 0 6 6
Доступный Q̅? № Есть Есть Нет
Триггер Кромка уровень Кромка Край
T Триггер []
Шлепанцы
T также известны как «переключатели».”Каждый раз, когда T изменяется с OFF на ON, выход будет переключать свое состояние. Полезным способом использования T-триггеров в Minecraft может быть, например, кнопка, подключенная к входу. Когда вы нажимаете кнопку, выход переключается (открывается дверь или закрывается), и не переключается назад, когда кнопка выскакивает.Они также являются ядром всех двоичных счетчиков и часов, поскольку они функционируют как «удвоитель периода», выдавая один импульс на каждые два полученных.
Есть много способов сделать T-образный триггер, от фонарей и пыли через поршни до более экзотических устройств.Многие конструкции зависят от особенности поведения залипшего поршня, а именно от того, что после нажатия на блок залипший поршень отпустит его, если импульс активации был 1 тик или меньше. Это позволяет короткими импульсами переключать положение блока, что, очевидно, здесь полезно.
Лучшие в своем классе проекты TFF []
Это дизайны, которые кажутся заметно превосходящими в различных категориях.
T Latch L3
Вид на: Цепь памяти / TFF L3 [редактировать]
T FlipFlop L4
Вид на: Схема памяти / TFF L4 [редактировать]
T FlipFlop L5
Вид на: Схема памяти / TFF L5 [редактировать]
T FlipFlop L6
Вид на: Схема памяти / TFF L6 [редактировать]
2-поршневой TFF O
Вид на: Схема памяти / TFF O [редактировать]
L3 – защелка, реагирующая на высокий уровень.Как и в большинстве Т-образных защелок, если линия переключения удерживается слишком долго, она будет «колебаться», переключаясь многократно. При этом убедитесь, что вы используете деревянную кнопку, а не каменную, поскольку каменные кнопки остаются активными немного дольше, что вызовет этот эффект колебания. L5 – настоящий триггер с той же площадью основания (но выше), срабатывающий по нарастающему фронту. Оба они чрезвычайно компактны благодаря использованию ретрансляторов с защелкой. L4 еще меньше, но требует поршня (а значит, не бесшумный), и он активируется на заднем фронте. L6 – это компактная одностворчатая адаптация D-триггера H . На видео показан L6 и аналогичный T FlipFlop. В конструкции O используется блок красного камня, который меняет позиции, когда верхний слой пыли получает сигнал; это конструкция с двумя поршнями, в которой используются только два поршня, две горелки, две пыли, два твердых блока и блок из красного камня. Пока один из самых компактных дизайнов; используя только 10 блоков пространства перед входами и выходами в дополнение к ширине 1 и вертикали, он также не требует шаров слизи и использует мало ресурсов, кроме блока красного камня, при этом позволяя четыре области для ввода и 4 области для вывода (если повторители используется для выхода, 2 если нет), кроме того, он может быть построен в воздухе, поскольку в нем нет красного камня или повторителей, которые необходимо размещать на земле.
Линейно наклоняемый TFF M
Вид на: Схема памяти / TFF M [редактировать]
Конструкция M представляет собой двухпоршневую конструкцию ширины 1, которую можно расположить рядом друг с другом для компактной схемы. (Если они не должны располагаться рядом с , вместо повторителей входа и выхода можно использовать пыль.) Скрытый поршень образует простую моностабильную цепь, которая отключает сигнал кнопки (10 тиков или около того). как только сигнал с 1 тактом прошел ко второму ретранслятору.Из-за упомянутой выше причуды поршня этот 1-тактный сигнал позволяет главному поршню переключать положение своего подвижного блока, устанавливать или снимать защелку и выход. Его можно сделать более компактным, удалив последний блок, повторитель и фонарик и заменив блок перед последним поршнем на блок из красного камня.
Поршень 3×3 TFF N
Вид на: Схема памяти / TFF N [редактировать]
Эта линейная конструкция также может быть изогнута в квадрат 3×3, как N . («Любые» блоки могут быть воздушными, и этот факел также может находиться на земле.) Мозаичный дизайн N немного сложнее, но его можно выполнить в любом горизонтальном направлении, зеркально отразив соседние копии. Обратите внимание, что выход может быть взят с любой стороны этого угла, но вам понадобятся повторители, чтобы соседние выходы не перекрестно соединялись.
Другие стандартные конструкции TFF []
Раздел нуждается в доработке
Здесь много проектов, которые плохо документированы, а некоторые могут быть избыточными или сломанными. Приветствуется любая помощь в описании или тестировании схем.
T FlipFlop A
Вид на: Схема памяти / TFF A [редактировать]
T FlipFlop B
Вид на: Схема памяти / TFF B [редактировать]
T Защелка D
Вид на: Цепь памяти / TFF D [редактировать]
T FlipFlop E
Вид на: Схема памяти / TFF E [редактировать]
T FlipFlop J
Вид на: Схема памяти / TFF J [редактировать]
T FlipFlop K
Вид на: Схема памяти / TFF K [редактировать]
Конструкция Модель демонстрирует, что TFF может быть изготовлен исключительно из пыли красного камня и факелов, но он растягивается на блоки размером 9 × 7 × 3.Конструкция B немного ненадежна для очень длинных импульсов; пока вход включен, поршень будет переключаться каждый раз при обновлении блока под рычагом поршня.
Модель D (другая конструкция с пылеуловителем, но вертикальная) не имеет встроенного триггера по краю и будет переключаться несколько раз, если вход не будет сначала пропущен через один. В конструкции E добавлен такой триггер (и повторитель).
Конструкции J и K в большей степени используют повторители, но не в качестве защелок, и они все еще довольно большие.
T FlipFlop L1
Вид на: Схема памяти / TFF L1 [редактировать]
T FlipFlop L2
Вид на: Схема памяти / TFF L2 [редактировать]
Design L2 (также L3 , L4 и L5 выше) полагается на механизм блокировки повторителя красного камня, представленный в версии 1.4.2. L4 – самый маленький, но требует поршня и активируется на заднем фронте.
T FlipFlop Z3
Вид на: Схема памяти / TFF Z3 [редактировать]
T FlipFlop Z4
Вид на: Схема памяти / TFF Z4 [редактировать]
T FlipFlop Z5
Вид на: Схема памяти / TFF Z5 [редактировать]
Сводная таблица TFF []
Эти таблицы неполные и требуют дополнительных данных.
Конструкция А B D E Дж К M O
Размер 7 × 9 × 3 5 × 6 × 3 1 × 7 × 6 1 × 11 × 7 3 × 7 × 3 3 × 7 × 3 1 × 7 × 3 3 × 4 × 4
Проволока из красного камня 28 14 9 13 11 9 0 2
Горелки 10 4 7 12 5 5 1 3
Повторители 0 0 0 1 3 2 3 0
Прочие устройства нет 1 СП нет нет нет нет 2 СП 2-пол.
Вход изолирован? Есть Есть Есть Есть Есть Есть Есть Нет
Выходы изолированы? № № № № Q̅ только № Есть Нет
Q̅ есть в наличии? № № № № Есть № № Нет
Триггер восходящий восходящий восходящий восходящий восходящий восходящий восходящий падение
Задержка 4 3 4 3 1
Время цикла
Прочее БАД наклонный
Конструкция L1 L2 L3 L4 L5 L6
Размер 3 × 6 × 3 3 × 5 × 2 3 × 4 × 2 3 × 3 × 3 3 × 4 × 3 4 × 4 × 2
Проволока из красного камня 4 6 2 2 4 4
Горелки 4 2 2 1 2 2
Повторители 4 3 3 3 4 4
Прочие устройства 1 СП нет нет 1 СП нет нет
Вход изолирован? Есть Есть Есть Есть Есть Да
Выходы изолированы? Есть Есть Есть Есть Q̅ только Нет
Q̅ есть в наличии? Есть № № № Есть Да
Триггер восходящий восходящий высокая падение восходящий рост
Задержка 3 5 2 4 (Q̅) 4
Время цикла 6
Конструкция Z1 Z2 Z3 Z4 Z5
Размер 3 × 3 × 3 3 × 5 × 3 1 × 6 × 5 3 × 5 × 3 1 × 5 × 4
Проволока из красного камня 4 4 4 4 2
Горелки 2 3 3 3 2
Повторители 1 2 2 2 2
Прочие устройства 1 СП 1 СП 1 СП 1 СП 1 СП
Вход изолирован? Есть Есть Есть Есть Да
Выходы изолированы? Есть Есть Есть Есть Да
Q̅ есть в наличии? № № № № Нет
Триггер
Задержка
Время цикла
Размер
«В пустоте», то есть необходимые блоки, поддерживающие красный камень.
Задержка
Количество тактов от триггера до переключения выхода.
Время цикла
Как часто защелка может переключаться, включая время восстановления. Это период и самых быстрых часов, которые могут его управлять.
Другие устройства
P == нормальный поршень, SP == липкий поршень, C == компаратор, H == бункер, D == капельница.
Спусковой крючок
нарастающий фронт (обычный), падающий фронт, высокий или низкий уровень.TFF с синхронизацией по уровню генерируются длинными импульсами.
Железнодорожные и экзотические вагоны TFF []
Прижимная планка TFF (B)
Вид на: Схема памяти / TFF Rail B [редактировать]
Basic Rail TFF (A)
Вид на: Схема памяти / TFF Rail A [редактировать]
Триггер Rail T – это T триггер, в котором используются направляющие и красный камень. В общей конструкции используется отрезок пути, который останавливается блоком на обоих концах. Когда T-триггер находится в стабильном состоянии, вагонетка находится на любом конце пути (в зависимости от состояния).Входной импульс включает рельсы с питанием на обоих концах пути, заставляя вагонетку перемещаться на другой конец.
Вдоль дорожки расположены два отдельных детекторных элемента (например, детекторные рельсы). Каждый из этих двух детекторов подключен к входу защелки RS NOR и, следовательно, служит для перевода движения вагонетки в переходное состояние. Когда вагонетка движется, в зависимости от ее направления движения, один детектор включается (и выключается) раньше другого; второй обнаруживаемый детектор определяет, какой вход защелки RS NOR остается последним и, следовательно, каково новое состояние защелки RS NOR.
В конструкции A используются направляющие детектора, а в конструкции B используются прижимные пластины. (Минная тележка запускает нажимную пластину внутри поворота, включая диагонали.) Обратите внимание, что для B другая сторона защелки не является истинным Q̅, так как прохождение тележки включает Q перед фактическим переключением защелки. .
Этот тип T-триггера медленнее, чем традиционные схемы с использованием только красного камня, но это может быть желательно в определенных ситуациях. В конструкциях T триггеров, которые запускаются по уровню (в отличие от синхронизированных или запускаемых по фронту), длинный входной импульс заставит триггер постоянно переключать состояние (колебаться), пока присутствует импульс.В схемах из чистого красного камня это ограничено только задержками схемы красного камня, и, следовательно, относительно короткий входной импульс может вызвать несколько переходов между состояниями. T-триггеры из чистого красного камня обычно включают в себя схему запуска по фронту или ограничения импульсов, поскольку обычно нельзя гарантировать, что входной импульс будет достаточно коротким без использования такой схемы.
В конструкциях на основе рельсов скорость, с которой может переворачиваться выход, ограничена временем, необходимым для перемещения тележки от одного конца рельса к другому, что позволяет применять гораздо более длинный импульс к уровню. -запускаемый вход без необходимости использования схемы фронтового триггера или ограничителя импульсов.Однако задержка между входным импульсом и выходным переходом также больше.
T Flipflop Гриздейла []
Компактный TFF Гриздейла
Вид на: Схема памяти / TFF Гриздейл [править]
Эта конструкция бункера / капельницы не только компактна, но и позволяет укладывать плитку в трех измерениях. Единственная загвоздка (для режима выживания) в том, что вам нужен доступ к Nether Quartz для компаратора.
Вариант A имеет размер 1 × 2 × 3. Вариант B помещает вход и выход в линию, но изменяет занимаемую площадь на 2 × 2 × 2 или 4 × 2 × 2, если вы хотите использовать вход и выход с полным питанием.Конструкция B также может быть выложена плиткой в линию, бок о бок, вертикально (перевертывая чередующиеся ряды) или все три сразу.
После сборки поместите один предмет в любой из контейнеров, и он будет работать как Т-образный триггер, при этом предмет будет циклически перемещаться между двумя пипетками. У ядра есть задержка в 1 тик между входом и выключением или включением, но дополнительные повторители увеличили бы это до 3.
Этот T-триггер можно превратить в защелку SRT, включив только нижнюю капельницу для установки, а верхнюю – для сброса.Однако он не будет таким же мозаичным, как исходный TFF.
Первое известное появление : 23 марта 2013 г. в этой ветке форума.
Устаревшие T-шлепанцы []
T FlipFlop Z1
Вид на: Схема памяти / TFF Z1 [редактировать]
T FlipFlop Z2
Вид на: Схема памяти / TFF Z2 [редактировать]
Designs Z1 и Z2 не работают с версией 1.5.2 – в обоих случаях их генератор импульсов не заставляет поршень переключать свой блок, как предполагалось.
Оперативная память с использованием логических вентилей
В нашей предыдущей публикации блога «Двоичные сложения с использованием логических вентилей» мы исследовали, как логические вентили могут использоваться вместе для создания схемы, используемой в ALU (арифметическом и логическом блоке процессора) для сложения двух двоичных чисел.
В этом сообщении блога мы исследуем, как логические вентили используются для создания ОЗУ (первичной памяти), другими словами, как логические вентили могут использоваться для хранения изменчивой информации.
Оперативная память

Оперативная память (RAM) – это энергозависимая память, которая находится рядом с процессором.(Неустойчивый означает, что он стирается при выключении компьютера). Он используется для хранения инструкций и данных, используемых в настоящее время ЦП.
RAM состоит из миллиардов ячеек данных , каждая ячейка данных может хранить один бит информации. Например, ОЗУ объемом 2 ГБ может хранить 2 000 000 000 байтов информации = 16 000 000 000 бит информации и, следовательно, состоит из 16 000 000 000 ячеек данных.
Схемы триггеров типа D

Каждая ячейка данных состоит из схемы триггера D-типа , которая построена с использованием четырех логических вентилей NAND , подключенных следующим образом:

Мы представляем схему триггера D-типа следующим образом.Вы можете изменить входные значения D и E, нажав соответствующие кнопки ниже, чтобы увидеть влияние на выходы Q и Q.
Цепь триггера D-типа используется для хранения 1 бита информации. Он имеет два входных контакта (называемые D (данные) и E (активатор) и два выходных контакта (Q и Q = НЕ Q).
Таблица истинности схемы триггера D-типа выглядит следующим образом:
Когда вход E активатора установлен на 1, выход Q может быть установлен на вход данных D.
Когда вход E активатора установлен на 0, выход Q не может быть изменен.Остается прежнее значение. Другими словами, он сохраняет свою ценность. Вот почему эта схема используется для создания ячеек памяти (например, в ОЗУ).
Оперативная память (RAM) состоит из миллиардов ячеек данных, каждая ячейка данных использует схему триггера D-типа.
Тактовый сигнал и эффект задержки

Вход E активатора часто подключается к другой схеме, называемой тактовой частотой (например, тактовой частотой процессора). Сигнал часов постоянно и регулярно меняет два состояния: 0 и 1, как сердцебиение.Внутри ЦП тактовый сигнал управляет выполнением цикла FDE.
Сигнал часов похож на сердцебиение.
Когда тактовый сигнал подается на вход Enabler (в этом случае также называется тактовым входом), выход Q триггера может изменять значения только при запуске по тактовому сигналу. Значение триггера удерживается или задерживается до следующего тактового сигнала. Этот эффект задержки также называется защелкой . Вот почему мы называем эту схему триггером D-типа, где D означает задержку.
Другими словами, изменение входа (D) не применяется немедленно (к выходу Q), а применяется при следующем «такте часов». У этой задержки есть много применений, например, возможность создать делитель частоты. (разделите тактовую частоту на 2).
Эффект задержки при использовании схемы триггера D-типа.
Однобитовая схема памяти
В цифровой электронике память и схемы ячеек памяти играет важную роль.Теперь в каждом электронном гаджете есть гигабайты внутренней и внешней памяти. В некоторых схемах используются I2C EEPROM или микросхемы флэш-памяти. В этой статье разработана однобитовая схема памяти с использованием таймера IC 555 и примера защелки RS NAND, приведенного для лучшего понимания однобитовой ячейки памяти.

Мы знаем, что один триггер может хранить один битовый статус, так как мы можем хранить больше битов, увеличивая количество триггеров, мы можем использовать такие ячейки памяти в цифровых схемах, аналоговых электронных схемах и схемах для хобби, которые мы также можем использовать 4 битовые или 8-битные ячейки памяти в качестве электронного замка.
Доступны различные типы ячеек памяти и элементов памяти, мы не будем вдаваться в эту тему. Мы собираемся спроектировать и протестировать однобитную схему памяти с использованием IC 555. До этого что такое однобитовая ячейка памяти? Ответ: ячейка памяти – это электронная схема, которая может хранить (состояние) высокий логический уровень (1) или низкий логический уровень (0) в двоичной форме. Если размер ячейки памяти увеличивается более чем на единицу, тогда в ней должны быть адресные строки, а еще у некоторой части памяти будет выбор микросхемы, включение и т. Д.,
RS Защелка NAND
Мы можем создать однобитовую память, используя два логических элемента NAND.
Здесь, когда оба входа заданы как логический 0, выход переходит в неопределенное (Q, Q ’), а оба входа заданы как логическая 1, выход не изменяется. Когда вывод S ‘или Set, заданный как логический 0, и R’ как логическая 1, будет обеспечивать выход как Q = 1 и Q ‘= 0, это известно как установленное состояние, и этот выход не изменяется до возврата S’ к логической 1.
Схема подключения

Необходимые компоненты
IC 555
Резистор 12кОм = 2
Резистор 330 Ом = 1
светодиод
Кнопка = 2
аккумулятор 6V
макетная плата, провода подключения
Строительство и работа
В этой цепи штифт сброса и штифт триггера подключены к заземлению через кнопочный переключатель, когда кнопка нажата, питание заземления течет к соответствующему штырю.Контакт порога напрямую подключен к земле, а выходной контакт соединен со светодиодом, чтобы показать сохраненный бит. Если светодиод светится, это означает логику 1. Если он выключен, он представляет логику 0.
Когда установленная кнопка нажата, бит логической 1 сохраняется во внутреннем триггере IC 555. Когда кнопка сброса нажата, бит логического 0 сохраняется во внутреннем триггере IC 555.

нейробиологов определили мозговые цепи, необходимые для формирования памяти | MIT News
Когда мы навещаем друга или идем на пляж, наш мозг хранит кратковременную память об этом опыте в части мозга, называемой гиппокампом.Эти воспоминания позже «консолидируются», то есть передаются в другую часть мозга для более длительного хранения.
Новое исследование MIT нейронных цепей, лежащих в основе этого процесса, впервые показывает, что воспоминания на самом деле формируются одновременно в гиппокампе и в месте долговременного хранения в коре головного мозга. Однако долгосрочные воспоминания остаются «молчаливыми» около двух недель, прежде чем они достигнут зрелого состояния.
«Этот и другие открытия в этой статье обеспечивают комплексный схемный механизм для консолидации памяти», – говорит Сусуму Тонегава, профессор биологии и нейробиологии Пикауэра, директор Центра генетики нейронных цепей RIKEN-MIT в Институте Пикауэра. Обучение и память и старший автор исследования.
Результаты, опубликованные 6 апреля в Science , могут потребовать некоторого пересмотра доминирующих моделей того, как происходит консолидация памяти, говорят исследователи.
Ведущими авторами статьи являются научный сотрудник Такаши Китамура, постдок Сачи Огава и аспирант Дирадж Рой. Другие авторы – постдоки Терухиро Окуяма и Марк Моррисси, технический сотрудник Лиллиан Смит и бывший постдок Роджер Редондо.
Долгосрочное хранение
Начиная с 1950-х годов, исследования известного пациента с амнезией Генри Молисона, известного тогда только как Пациент Х.М., выяснил, что гиппокамп необходим для формирования новых долговременных воспоминаний. Молисон, чей гиппокамп был поврежден во время операции, призванной помочь контролировать его эпилептические припадки, больше не мог сохранять новые воспоминания после операции. Тем не менее, он все еще мог получить доступ к некоторым воспоминаниям, которые были сформированы до операции.
Это предполагает, что долгосрочные эпизодические воспоминания (воспоминания о конкретных событиях) хранятся вне гиппокампа. Ученые считают, что эти воспоминания хранятся в неокортексе, части мозга, которая также отвечает за когнитивные функции, такие как внимание и планирование.
Нейробиологи разработали две основные модели для описания того, как воспоминания передаются из кратковременной памяти в долговременную. Самая ранняя, известная как стандартная модель, предполагает, что кратковременные воспоминания первоначально формируются и хранятся только в гиппокампе, а затем постепенно переносятся на долговременное хранение в неокортекс и исчезают из гиппокампа.
Более новая модель, модель множественных следов, предполагает, что следы эпизодических воспоминаний остаются в гиппокампе.Эти следы могут хранить детали памяти, в то время как более общие контуры хранятся в неокортексе.
До недавнего времени не существовало хорошего способа проверить эти теории. Большинство предыдущих исследований памяти было основано на анализе того, как повреждение определенных областей мозга влияет на воспоминания. Однако в 2012 году лаборатория Тонегавы разработала способ маркировать клетки, называемые энграммы, которые содержат определенные воспоминания. Это позволяет исследователям отслеживать цепи, участвующие в хранении и извлечении памяти.Они также могут искусственно реактивировать воспоминания с помощью оптогенетики – техники, которая позволяет им включать и выключать клетки-мишени с помощью света.
В новом исследовании Science исследователи использовали этот подход для маркировки клеток памяти у мышей во время события, вызывающего страх, то есть легкого поражения электрическим током, когда мышь находится в определенной камере. Затем они могли использовать свет для искусственной реактивации этих ячеек памяти в разное время и посмотреть, спровоцировала ли эта реактивация поведенческий ответ у мышей (замораживание на месте).Исследователи также смогли определить, какие клетки памяти были активными, когда мышей поместили в камеру, где возникло условное обозначение страха, побуждающее их естественным образом вспомнить воспоминания.
Исследователи обозначили клетки памяти в трех частях мозга: гиппокампе, префронтальной коре и базолатеральной миндалине, в которой хранятся эмоциональные ассоциации воспоминаний.
Всего через день после события, вызывающего страх, исследователи обнаружили, что воспоминания об этом событии сохраняются в клетках инграммы как в гиппокампе, так и в префронтальной коре.Однако клетки инграммы в префронтальной коре были «молчаливыми» – они могли стимулировать замораживание при искусственной активации светом, но они не срабатывали при естественном воспроизведении памяти.
«Префронтальная кора уже содержала определенную информацию памяти», – говорит Китамура. «Это противоречит стандартной теории консолидации памяти, которая гласит, что вы постепенно переносите воспоминания. Память уже есть ».
В течение следующих двух недель клетки молчащей памяти в префронтальной коре постепенно созревали, что отражалось в изменениях в их анатомии и физиологической активности, до тех пор, пока клетки не стали необходимы животным, чтобы естественным образом вспомнить событие.К концу того же периода клетки инграммы гиппокампа замолчали и больше не требовались для естественного воспроизведения. Однако следы воспоминаний остались: реактивация этих клеток светом все еще заставляла животных замерзать.
В базолатеральной миндалине после формирования воспоминаний клетки инграммы оставались неизменными на протяжении всего эксперимента. Эти клетки, необходимые для вызова эмоций, связанных с конкретными воспоминаниями, общаются с клетками инграммы как в гиппокампе, так и в префронтальной коре.
Theory revision
Результаты показывают, что традиционные теории консолидации могут быть неточными, потому что воспоминания формируются быстро и одновременно в префронтальной коре и гиппокампе в день тренировки.
«Они формируются параллельно, но потом идут разными путями. Префронтальная кора становится сильнее, а гиппокамп – слабее », – говорит Моррисси.
«Эта статья ясно показывает, что с самого начала инграммы формируются в префронтальной коре», – говорит Пол Франкланд, главный исследователь лаборатории нейробиологии больницы для больных детей в Торонто, который не принимал участия в исследовании. .«Это ставит под сомнение представление о том, что существует движение следа памяти от гиппокампа к коре головного мозга, и подчеркивает, что эти цепи задействованы вместе одновременно. По мере того как воспоминания стареют, происходит сдвиг в балансе задействованных цепей, когда воспоминания вызываются ».
Необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить, полностью ли исчезают воспоминания из клеток гиппокампа или остаются какие-то следы. Прямо сейчас исследователи могут контролировать клетки инграмм только около двух недель, но они работают над адаптацией своей технологии для работы в течение более длительного периода.
Китамура считает, что какой-то след памяти может оставаться в гиппокампе на неопределенный срок, сохраняя детали, которые извлекаются лишь изредка. «Чтобы различить два похожих эпизода, эта безмолвная инграмма может реактивироваться, и люди могут получить подробную эпизодическую память даже в очень отдаленные моменты времени», – говорит он.
Исследователи также планируют продолжить изучение того, как происходит процесс созревания инграммы префронтальной коры. Это исследование уже показало, что связь между префронтальной корой и гиппокампом имеет решающее значение, потому что блокирование цепи, соединяющей эти две области, препятствует правильному созреванию корковых клеток памяти.
Исследование финансировалось RIKEN Brain Science Institute, Медицинским институтом Говарда Хьюза и Фондом JPB.
Добро пожаловать в Real Digital
Цифровая логика
Проект: защелки и шлепанцы
Основные элементы памяти, используемые в последовательных схемах
8888
Введение
Этот проект знакомит с концепцией электронной памяти в цифровых схемах.Цифровым схемам требуется память, чтобы создавать упорядоченные последовательности событий, например, воспроизведение одной ноты за другой для воспроизведения оцифрованной песни или для отслеживания и реагирования на последовательности событий, например, для обеспечения использования определенной последовательности нажатий кнопок для открытия цифровой комбинации. замок.
В большинстве цифровых схем используется электронная память. Электронные схемы памяти хранят состояние входного сигнала в определенное время, и их сохраненные в памяти выходные данные (или данные) могут использоваться позже.Цифровые схемы, использующие электронную память, называются последовательными схемами , схемами, потому что они могут использовать запомненные данные для создания или считывания упорядоченных последовательностей событий. Напротив, комбинационные схемы не используют память, и поэтому они могут изменять только свои выходы, чтобы отражать текущее состояние своих входов. Создание последовательностей имеет фундаментальное значение для всех вычислений, и сегодня используются сотни миллиардов вычислительных схем.
В этом проекте представлены два наиболее распространенных запоминающих устройства, используемых в разработке цифровых схем – D-защелка и D-триггер.Оба устройства запоминают один вход при срабатывании синхронизирующего сигнала, и оба имеют один выход, который всегда показывает состояние запомненного сигнала. Они различаются тем, как они реагируют на синхронизирующий сигнал – D-защелка позволяет входному сигналу проходить в него и проходить через него всякий раз, когда утверждается синхронизирующий сигнал, но D-триггер только «выборки» (или считывание) входного сигнала на нарастающий фронт синхронизирующего сигнала.
Перед тем, как начать, вам следует:
Имеют большой опыт использования Vivado и Blackboard;
Уметь писать и выполнять тестовую среду Verilog;
Знаю, как моделировать и моделировать задержки в цепи.
После завершения вам следует:
Понимание работы защелки S-R;
Понять причину метастабильности;
Понимать работу защелок и триггеров;
Уметь описывать схемы памяти в поведенческом Verilog.
Фон
Цифровые системы
используют схемы памяти для «запоминания» состояния определенных сигналов («1» или «0»), а затем они используют эти запомненные сигналы для определения будущих переходов сигналов.Простые схемы памяти могут быть построены с использованием вентилей И-НЕ или ИЛИ-ИЛИ. Эти схемы запоминают значение сигнала, переводя контур обратной связи в одно из двух стабильных состояний (сохранение «0» или сохранение «1»), и сохраненное значение непрерывно управляет выходным сигналом. Поскольку существует только два предполагаемых стабильных состояния, устройства двоичной памяти называются «бистабильными». Контур обратной связи схемы памяти будет оставаться в одном из двух бистабильных состояний до тех пор, пока не появятся новые входы и не произойдет изменение.
Простая схема, которая создает контур обратной связи, необходимый для создания памяти, чаще всего используется в качестве компонента в устройстве памяти более высокого уровня.Две наиболее распространенные схемы / устройства более высокого уровня называются D-защелкой и D-триггером. Оба устройства имеют один вход данных, один вход управления синхронизацией и один выход. В процессе работы входной сигнал запоминается при подаче сигнала синхронизации. Обратите внимание, что выходной сигнал схемы памяти может изменяться только в ответ на сигнал синхронизации – сигнал данных может изменять все, что угодно, но не может влиять на схему памяти до тех пор, пока сигнал синхронизации не будет заявлен.
Рис. 1. Общая синхронизация управления памятью
Все схемы памяти управляют своими выходами для согласования со своими входами, когда установлен синхронизирующий сигнал, и они игнорируют изменения входного сигнала, когда синхронизирующий сигнал неактивен.Помимо D-защелки и D-триггера, используемых в разработке цифровых схем, существует несколько других типов схем памяти, которые также широко используются.
Компьютерные системы памяти, в которых хранятся программы / приложения и их данные, используют очень маленькие и недорогие схемы «динамической» памяти. Эти ячейки динамической памяти используют запасы заряженных частиц, удерживаемые на крошечных конденсаторах, для представления значений сигналов. Сложно построить высококачественные конденсаторы на кристалле CMOS, поэтому эти крошечные конденсаторы дают утечку.Какой бы заряд ни хранился на них (представляющий «1» или «0»), он должен «обновляться» (или перезаписываться) каждые 100 мс или около того из-за утечек. Чтобы справиться с этими утечками, схемы динамической памяти используют специальные схемы контроллера обновления, которые постоянно пересматривают и перезаряжают каждую ячейку памяти. Для динамической памяти также требуются прецизионные высокоскоростные усилители, способные воспринимать небольшой заряд, накопленный на конденсаторах. Для массивов памяти, превышающих 1 миллиард бит (не очень большие по сегодняшним стандартам), эти накладные расходы не сильно увеличивают стоимость 1 бита памяти.Но для небольшого числа битов, используемых в типичной цифровой схеме, накладные расходы слишком велики.
Меньшие и более быстрые массивы компьютерной памяти могут использовать «статические» ячейки памяти, которые хранят значения входных сигналов в самостабилизирующихся контурах обратной связи. Эти ячейки памяти намного больше, чем одиночные крошечные конденсаторы, используемые в ячейках динамической памяти. Они также работают быстрее и не пропускают утечки (и поэтому их не нужно обновлять). Но им действительно нужны специальные схемы драйверов для изменения запомненного сигнала, хранящегося в контуре обратной связи, и это (вместе с большим размером ячейки памяти) ограничивает размер массивов статической памяти до миллионов бит (а не миллиардов).Ячейки статической памяти часто используются в качестве кэш-памяти или для небольших высокоскоростных массивов встроенной памяти. Но, как и в случае с динамической памятью, накладные расходы, необходимые для управления массивами статической памяти, делают их менее привлекательными для использования в более простых цифровых схемах меньшего размера (хотя они лучше подходят, чем ячейки динамической памяти).
Цифровым схемам обычно требуются только десятки или, возможно, сотни бит памяти для запоминания своего рабочего «состояния» (рабочее состояние цифровой схемы будет более точно определено немного позже).Когда требуется так мало бит памяти, нет необходимости использовать наименьшую возможную ячейку памяти и страдать от требований к накладным расходам. Скорее подходят ячейки памяти с меньшими накладными расходами и которые проще в использовании. Эти ячейки памяти представляют собой упомянутые ранее D-защелки и D-триггеры, и они являются предметом данного дизайнерского проекта.
Этот проект начнется с изучения основных схем памяти с обратной связью, называемых «базовыми ячейками», которые используются в качестве компонентов защелок и триггеров.Затем защелки и триггеры будут представлены и использованы в различных схемах. Наконец, исследуются компоненты, построенные из групп триггеров, называемых «регистрами». Регистры используются для одновременного запоминания всех битов шины, так что двоичные числа могут храниться как целые единицы (дополнительную информацию см. В тематическом документе «Регистры»).
Требования
1. Реализуйте и смоделируйте базовую ячейку NAND
Сначала выполните руководство: РУКОВОДСТВО: SR-LATCH и D-Latch
Изучите результат моделирования (и на рисунке 1 ниже показано аналогичное моделирование).В приведенном ниже моделировании сигнал сброса устанавливается на уровне 300 нс (увеличенный график слева показывает более подробный вид). Обратите внимание, что для распространения сигнала сброса R через ячейку NAND требуется 2 нс (это связано с задержками затвора в 1 нс, которые вы добавили в свою симуляцию). Затем при 600 нс оба параметра (S) и сброса переключаются с 0 на 1 в одно и то же время. Когда S и R сбрасываются точно одновременно, базовая ячейка пытается войти в условие удержания из неоднозначного условия, когда она направлена на одновременную установку и сброс.Это устанавливает колебание, основанное на выбранных нами задержках затвора. В реальной физической схеме это высокоскоростное колебание может управлять выходом основного элемента от шины к шине с той же частотой колебаний, или из-за нагрузки на штырь выходное напряжение может измениться только на несколько сотен милливольт. В любом случае это нестабильное состояние, которое обычно называют «метастабильностью».
Рис. 2. Форма сигнала симуляции SR-Latch. (Снимок экрана выше взят из симулятора Vivado Simulator, работающего в Microsoft Windows 10.Изменено для улучшения визуального понимания.)
2. Реализовать и смоделировать базовую ячейку NOR
На основе дизайна вашей базовой ячейки NAND реализуйте и смоделируйте базовую ячейку NOR. Создайте ввод для моделирования и продемонстрируйте метастабильное поведение, как и раньше.
3. Разработайте и смоделируйте D-образную защелку
Используйте D-защелку, показанную на рисунке ниже. Смоделируйте защелку и попробуйте загнать ее в метастабильное состояние. Обратитесь к разделу “Справочная информация” для получения дополнительной информации о D-образных защелках.
Подсказка: Базовая ячейка приводится в состояние метастабильности путем выполнения операции сохранения до завершения операции установки или сброса. Точно так же D-Latch может быть приведен в состояние стабильности путем выполнения операции фиксации до того, как новые данные будут обновлены в D-Latch.
Рисунок 3. D-защелка
4. Регистр сдвига с параллельным выходом и параллельным выходом (PIPO)
Определите 8-битный регистр PIPO в Verilog с восемью ползунковыми переключателями, подключенными к входам.Подключите каждый из восьми выходов к входу «I1» мультиплексора 2: 1, а ползунковые переключатели – к входу «I0» мультиплексора. Подключите выходы мультиплексора к восьми зеленым светодиодам, подключите одну кнопку к тактовому входу регистра PIPO и подключите вторую кнопку к переключателю мультиплексора. Убедитесь, что вы можете использовать первую кнопку, чтобы «запомнить» положения переключателя, и использовать вторую кнопку, чтобы «вызвать» их на светодиоды.
Рис. 4. Использование кнопки в качестве часов
Примечание: Тактовые сигналы и входы очень чувствительны к шуму, а тактовые сети внутри FPGA тщательно управляются инструментами проектирования.В нормальных условиях только определенные источники сигналов могут управлять входами тактовых импульсов, включая выделенные входные контакты тактовых импульсов, специализированную «плитку управления тактовыми сигналами» внутри ПЛИС и сигналы, исходящие непосредственно от других триггеров. Для этого требования вас просят использовать несоответствующий вход (от кнопки) в качестве тактового сигнала, чтобы лучше проиллюстрировать основные операции. Vivado разрешит это, только если вы включите строку «set_property CLOCK_DEDICATED_ROUTE FALSE [get_nets btn [0]];» в .xdc файл.
Логические сигналы часто используются для управления загрузкой данных в регистр. Использование логического сигнала в качестве часов обычно считается плохой практикой проектирования по причинам, которые будут представлены позже. Гораздо лучшим решением является управление тактовыми сигналами триггера от надлежащего источника тактовых импульсов, а затем использование логического сигнала в качестве сигнала «включения тактового сигнала». Это защищает целостность сети часов, сохраняя при этом ту же функциональность. Измените свой код, чтобы подключить основные часы FPGA к входу часов, и используйте btn [0] в качестве разрешения.Основной тактовый сигнал FPGA называется clk в файле .xdc, поэтому вы должны включить clk в качестве входа для вашего модуля. Предоставляется полный файл .xdc (включая часы) для Blackboard – вы можете использовать этот файл .xdc для всех оставшихся проектов в этом курсе.
Рисунок 5. Использование включения часов

5. Регистр сдвига с параллельным входом и последовательным выходом (PISO)
Определите и реализуйте 16-битный регистр PISO в Verilog и используйте его для создания «циклического» регистра сдвига (или, точнее, схемы поворота), где бит 15 сдвигается обратно в бит 0.При каждом нарастающем фронте тактового сигнала все биты должны сдвигаться влево на одну позицию, а бит 15 должен сдвигаться в бит 0.
Основная частота ПЛИС составляет 100 МГц, что слишком быстро, чтобы использовать ее для визуальной проверки сдвигового регистра. Чтобы увидеть данные, перемещающиеся через регистр сдвига, вы должны создать более медленные / разделенные часы. На данный момент вы можете использовать код, показанный ниже, с cntr [25], выступающим в качестве тактовой частоты регистра сдвига (счетчики и делители тактовой частоты представлены в следующем проекте).
Используйте восемь ползунковых переключателей, чтобы независимо загрузить верхние и нижние 8 бит регистра, и используйте две кнопки, чтобы выбрать, какие восемь бит регистра разрешены для загрузки.Подключите шестнадцать выходов к 16 светодиодам на доске.
Рис. 6. Циклический параллельный регистр нагрузки
reg [25: 0] cntr; всегда @ (posedge (clk)) cntr <= cntr + 1;

Примечание. В этом видео не показана «цикличность» перехода бита 16 в бит 0. Когда вы программируете этот проект, введенные биты данных будут непрерывно сдвигаться по всем 16 битам.
6. Регистр сдвига последовательного входа и параллельного выхода (SIPO)
Определите 8-битный регистр SIPO в Verilog с ползунковым переключателем, подключенным к сигналу SDI.Подключите выходы регистров к восьми зеленым светодиодам и подключите одну кнопку к входу часов регистра. Убедитесь, что вы можете сдвигать бит данных в регистр при каждом нажатии кнопки часов.

Вызов
1. Устройство переключения ствола
Определите 8-битный регистр PIPO и 8-битный баррель-сдвиг в Verilog. Сдвигатель ствола должен включать бит заполнения, и он должен иметь возможность сдвигать или вращать влево или вправо максимум на 8 бит. Подключите восемь ползунковых переключателей к входам регистров, а также к управляющим входам переключателя.Используйте кнопку для синхронизации данных в регистре. Подключите выходы регистров к входам цилиндрического переключателя и подключите выходы цилиндрического переключателя к восьми светодиодам. Введите данные в регистр, а затем используйте ползунковые переключатели, чтобы убедиться, что вы можете сдвигать и вращать данные правильно.

Кодирование контекстной памяти о страхе в цепи гиппокамп-миндалина
Субъекты
Мы получили гетерозиготных мышей Fos-CreER ^T2, используемых в этом исследовании, путем скрещивания C57BL6 / J дикого типа (Jackson Laboratory Stock # 000664) и Fos-CreER ^T2 (+/-) мышей (Jackson Laboratory Stock # 021882).Мы получили гетерозиготных мышей Arc-CreER ^T2 путем скрещивания мышей C57BL6 / J дикого типа и мышей Arc-CreER ^T2 (+/-) (Jackson Laboratory Stock # 022357). Мы получили гетерозиготных мышей Fos-tTA / Fos-shGFP (+/-) путем скрещивания мышей C57BL6 / J дикого типа и мышей Fos-tTA / Fos-shGFP (+/-) (Jackson Laboratory Stock # 018306). Мышей Fos-CreER ^T2 (+/−) и Ai9 ROSA-LSL-tdTomato (+ / +) (запас лабораторной лаборатории Jackson # 007909) скрещивали для получения Fos-CreER ^T2 (+/-) × ROSA-LSL. -tdTomato (+/−) мыши.Мышей Fos-CreER ^T2 (+/-) и Fos-tTA / Fos-shGFP (+/-) скрещивали для получения Fos-CreER ^T2 (+/-) × Fos-tTA / Fos-shGFP (+ / -) мыши. Мышей Arc-CreER ^T2 (+/-) и Fos-tTA / Fos-shGFP (+/-) скрещивали для получения Arc-CreER ^T2 (+/-) × Fos-tTA / Fos-shGFP (+ / -) мыши. GAD2-IRES-Cre (+ / +) мышей были получены из лаборатории Джексона (Stock # 010802). Мышей содержали поодиночке в домашних клетках при 12-часовом цикле свет / темнота с постоянным доступом к пище и воде.Световой цикл был с 8 утра до 8 вечера. Мышам обоего пола в возрасте 6-8 недель была проведена стереотаксическая операция на головном мозге. Все процедуры с животными были одобрены Комитетом по уходу и использованию животных Калифорнийского университета в Риверсайде.
Вирусные конструкции
Рекомбинантные аденоассоциированные вирусы (AAV) были упакованы Vector Core в Университете Северной Каролины. Титры AAV составляли 4,3 × 10 ¹² копий генома (GC) / мл для AAV5-pCaMKIIα-eYFP, 6.5 × 10 ¹² Гк / мл для AAV5-pEF1α-DIO-eYFP, 5,3 × 10 ¹² Гк / мл для AAV5-pEF1α-DIO-mCherry, 4,0 × 10 ¹² Гк / мл для AAV5-pEF1α- DIO-hM ₄ D _i -mCherry, 5,5 × 10 ¹² GC / мл для AAV5-pSyn-DIO-hM ₄ D _i -mCherry, 4,6 × 10 ¹² GC / мл для AAV5-pCaMKIIα-hChR2 (h234R) -eYFP, 4,2–7,0 × 10 ¹² Гк / мл для AAV5-pEF1α-DIO-hChR2 (h234R) -eYFP, 5,7 × 10 ¹² Гк / мл для AAV5-pSyn- Chronos-GFP, 3,6 × 10 ¹² GC / мл для AAV5-pEF1α-DIO-Chronos-GFP, и 3.9 × 10 ¹² ГХ / мл для AAV1-pSyn-DIO-TVA-G-GFP. Конструкции AAV9-TRE-hChR2 (h234R) -eYFP и AAV9-TRE-mCherry были получены от доктора Сусуму Тонегава из Массачусетского технологического института и упакованы лабораторией доктора Джунг-Хун Кима в POSTECH (серотип 9, титр: 8 × 10 ¹³ и 8 × 10 ¹² Гк / мл для AAV-TRE-hChR2 (h234R) -eYFP и AAV-TRE-mCherry соответственно). Вирус простого герпеса (HSV-pEF1α-mCherry) для экспериментов по ретроградному отслеживанию был упакован доктором Рэйчел Неве из Центра технологий доставки генов Массачусетской больницы общего профиля, и титр был> 3.5 × 10 ⁹ инфекционных единиц / мл. Аденовирус собак (CAV2-pCMV-Cre) был получен от доктора Эрика Кремера из Montpellier Vector Platform Института молекулярной генетики Монпелье, и титр составлял 3,3 × 10 ¹² вирусных частиц / мл. Вирус бешенства (EnvA-ΔG-RV-mCherry) был получен от доктора Джона Нотона в Центре переноса генов, нацеливания и терапии Института биологических исследований Солка, и титр составлял 1,4–2,3 × 10 ⁸ единиц трансдукции / мл.
Хирургия
Мышам в возрасте 6-8 недель была проведена стереотаксическая операция. Перед операцией вызывали общую анестезию, помещая мышей в прозрачную камеру для анестезии, заполненную 5% изофлураном, с внутримышечной инъекцией кетамина и ксилазина (30 мг / кг и 2 мг / кг массы тела соответственно). Анестезию поддерживали во время операции с применением 1% изофлурана в ноздри мышей с использованием прецизионного вапорайзера. Мышей проверяли на отсутствие рефлекса защемления хвоста как признак достаточной анестезии.Затем мышей иммобилизовали в стереотаксической рамке с неразрушающимися ушными вкладышами (David Kopf Instruments) и наносили офтальмологическую мазь для предотвращения высыхания глаз. После разреза по средней линии волосистой части головы были выполнены небольшие односторонние или двусторонние трепанации черепа с помощью микродрели с заусенцами 0,5 мм. Кончики стеклянных капилляров, нагруженных AAV, помещали в vCA1 (3,4 мм каудальнее брегмы, 3,7 мм латеральнее средней линии и 3,2 мм вентрально от пиальной поверхности) или BA (1,5 мм каудальнее брегмы, 3.2 мм латеральнее средней линии и 3,5 мм вентрально от пиальной поверхности). Раствор, содержащий AAV, вводили со скоростью 0,1 мкл / мин, используя 10 мкл микрошприц Гамильтона и шприцевой насос. Общий объем введенного вирусосодержащего раствора составлял 0,15 мкл для AAV5-pCaMKIIα-eYFP, 0,5 мкл для AAV5-pEF1α-DIO-eYFP, 1,0 мкл для AAV5-pEF1α-DIO-mCherry, 1,0 мкл для AAV5-pEF1α-DIO- hM ₄ D _i -mCherry, 1,0 мкл для AAV5-pSyn-DIO-hM ₄ D _i -mCherry, 0,15 мкл для AAV5-pCaMKIIα-ChR2 (h234R) -eYFP, 1.0 мкл для AAV5-pEF1α-DIO-ChR2 (h234R) -eYFP, 0,5 мкл для AAV5-pSyn-Chronos-GFP, 0,5 мкл для AAV5-pEF1α-DIO-Chronos-GFP, 0,5 мкл для AAV1-pSyn-DIO-TVA -G-GFP, 0,5 мкл для AAV9-TRE-hChR2 (h234R) -eYFP, 0,5 мкл для AAV9-TRE-mCherry, 1,0 мкл для HSV-pEF1α-mCherry, 1,0 мкл для CAV2-pCMV-Cre и 0,5-0,8 мкл для EnvA-ΔG-RV-mCherry. На фиг. 10h – n смесь 0,5 мкл AAV5-pEF1α-DIO-ChR2 (h234R) -eYFP и 0,5 мкл AAV5-pSyn-DIO-hM ₄ D _i -mCherry была двусторонне инъецирована в vCA1. После инъекции капилляр оставляли на месте еще на 5 минут, чтобы раствор вируса мог диффузия, а затем его извлекали.Разрез на черепе закрывали хирургическими швами, и мышам вводили бупренорфинсодержащий физиологический раствор (1 мл, 0,13 мг бупренорфина / кг веса тела) для послеоперационной анальгезии и гидратации.
Для экспериментов, описанных на рис. 2, оптическая канюля (диаметром 200 мкм, числовая апертура 0,53, дорические линзы) была имплантирована над левым vCA1 (3,4 мм каудальнее брегмы, 3,8 мм латеральнее средней линии и 2,15 мм). мм вентрально от пиальной поверхности) и закрепили стоматологическим цементом. Чтобы свести к минимуму утечку света во время фотостимуляции, которая может служить визуальным ориентиром, мы закрасили все оптические пути, включая зубной цемент, фиксирующий канюлю, черным лаком для ногтей.Мы проверили место имплантации канюли у каждого животного (рис. 2b).
Активно-зависимое мечение нейронов
Для функционального мечения нейронов vCA1 и BA мы использовали Fos-CreER ^T2, Arc-CreER ^T2 и мышей Fos-tTA / Fos-shGFP или мышей Fos-tTA для краткости. . Чтобы открыть окно для маркировки, мы внутрибрюшинно вводили тамоксифен (T5648, Sigma-Aldrich) мышам Fos-CreER ^T2 и 4-гидрокситамоксифен (4-OHT; H6278, Sigma-Aldrich) мышам Arc-CreER ^T2.Тамоксифен растворяли в кукурузном масле (C8267, Sigma-Aldrich) в концентрации 20 мг / мл с нутацией в течение 6 ч в темноте при комнатной температуре (22–24 ° C). 4-OHT растворяли в ДМСО (40 мг / мл) и затем растворяли в физиологическом растворе, содержащем 2% TWEEN 80 в концентрации 2 мг / мл, на водяной бане при 37 ° C. Затем раствор 4-OHT разбавляли равным объемом физиологического раствора, в результате чего получали раствор 4-OHT с концентрацией 1 мг / мл. Мышей Fos-tTA непрерывно кормили пищей, содержащей доксициклин (Dox) (200 мг доксициклина / кг кормовой гранулы; Bio-Serv, № по каталогу S3888), начиная с 7 дней до операции инъекции вируса.Мышей забирали из Dox на 48 часов, чтобы открыть окно для маркировки, и снова вводили Dox сразу после события маркировки.
Функциональная маркировка нейронов vCA1, активных в контексте: Для маркировки нейронов vCA1, активных в контексте, у мышей Fos-CreER ^T2 на фиг. 3, 4, 5a – g, 6a – g и дополнительные рис. 4, 5, 6, 7a – b, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 17d, 19 мыши получали внутрибрюшинную инъекцию тамоксифена (150 мг / кг массы тела, 0,2–0,3 мл) через 1 неделю после хирургия. Мышей подвергали воздействию нового контекста A (размер: 30 см × 24 см × 21 см; пол из сетки из нержавеющей стали, белое освещение и запах бензальдегида) или контекста B (размер: 30 см × 24 см × 21 см; акриловая пластина. пол, тусклый красный свет и запах уксусной кислоты) в стандартной камере кондиционирования страха (Med Associates) три раза по 12 минут каждый через 14, 19 и 24 часа после инъекции тамоксифена.В некоторых экспериментах мыши получали 1 или 2 дополнительные процедуры мечения с интервалом в 1 неделю. Чтобы свести к минимуму маркировку нейронов фоновым шумом, мышей содержали в темноте в их домашней клетке в тихом месте с минимальным движением в спутниковом учреждении по уходу за животными в течение 36 часов после инъекции тамоксифена. Наша процедура контекстного мечения индуцировала наиболее частую экспрессию трансгена в vCA1, месте инъекции вируса, по сравнению с другими подобластями гиппокампа (ChR2-eYFP-меченные нейроны CA1 / мм ³: 0.02 ± 0,01, 0,34 ± 0,11, 0,97 ± 0,17 и 0,66 ± 0,18 для дорсального СА1, промежуточного СА1, вентрального СА1 и вентрального субикулума соответственно; среднее ± SEM; 10 мышей).
Для маркировки нейронов vCA1, активных в контексте мышей Arc-CreER ^T2 на фиг. 9, 10 и дополнительные фиг. 17e, 20, 21, мышей подвергали воздействию контекста A или контекста B один раз в течение 12 минут и возвращали в свои домашние клетки. Через 10–20 мин мышам внутрибрюшинно вводили 4-гидрокситамоксифен (4-OHT, 15–30 мг / кг массы тела).Чтобы свести к минимуму маркировку нейронов фоновым шумом, мышей содержали в темноте в домашних клетках в тихом месте в течение 12 часов до и после воздействия контекста. Чтобы избежать сбивающего с толку эффекта инъекции 4-OHT на формирование памяти о страхе, мы вводили 4-OHT через 10-20 минут после воздействия контекста или кондиционирования страха, что вызывает маркировку нейронов с чувствительностью и специфичностью, сравнимой с наблюдаемой при введении 4-OHT. введено перед мероприятием маркировки ⁴⁹.
Для маркировки контекстно-специфических нейронов vCA1 у мышей Fos-tTA на рис.7 и дополнительный рис. 16, мышей вынимали из Dox и подвергали воздействию нового контекста A в камере кондиционирования страха три раза по 12 минут каждый через 48, 53 и 58 ч после начала Off-Dox. Сразу после последнего воздействия контекста мышей снова переводили на Dox. Чтобы свести к минимуму маркировку нейронов фоновым шумом, мышей содержали в темноте в их домашней клетке в тихом месте от 2 часов до первого воздействия контекста до 2 часов после последнего воздействия контекста. На рис. 7 мыши получили две дополнительные процедуры мечения с интервалом в 1 неделю.
Обозначение нейронов страха BA для электрофизиологической регистрации: для обозначения нейронов страха BA, которые относятся к нейронам BA, активным во время кондиционирования страха, у мышей Fos-CreER ^T2 на фиг. 5, 7 и дополнительные фиг. 12, 15 мышей внутрибрюшинно вводили тамоксифен (150 мг / кг массы тела). Через 24 часа мышей помещали в Контекст А внутри камеры кондиционирования страха и давали 3 или 5 безусловных стимулов (УЗИ, электрические удары ногами 0,5 мА в течение 2 с) с интервалами 120 с.Чтобы свести к минимуму маркировку нейронов фоновым шумом, мышей содержали в домашней клетке в тихом месте в течение 36 часов после инъекции тамоксифена.
Чтобы обозначить нейроны страха BA на рис. 6a – g, мы внутрибрюшинно вводили тамоксифен (150 мг / кг массы тела). Через 14 часов у мышей вызывали страх в контексте А, как показано на дополнительном рис. 14а. Сразу после кондиционирования страха мышам внутрибрюшинно вводили анизомицин (150 мг / кг массы тела) для подавления консолидации контекстной памяти о страхе в экспериментальной группе (группа ANI) или вводили тот же объем физиологического раствора (группа SAL). ).Мышам сделали еще 3 инъекции анизомицина (50 мг / кг массы тела) или физиологического раствора с 2-часовыми интервалами. Раствор анизомицина (10 мг / мл, Sigma-Aldrich) готовили каждый день, растворяя 20 мг анизомицина в 2 мл физиологического раствора, содержащего 75 мкл 1 M HCl, и доводя pH примерно до 7,0 с помощью 1 M NaOH.
Чтобы маркировать нейроны страха BA у мышей Arc-CreER ^T2 × Fos-tTA на фиг.10, мышей снимали с Dox на 48 часов и вызывали страх в контексте A. Мышей снова вводили в Dox сразу после страха. кондиционирование и кормление Доксом.
Маркировка нейронов страха BA для исследования транссинаптического отслеживания: Чтобы маркировать нейроны страха BA в группе FC у мышей Arc-CreER ^T2 на рис. 8a-g, мышей помещали в контекст A в камере кондиционирования страха. и получено 3 US (удары электрическим током 0,5 мА в течение 2 с) с интервалами 60 с, как на дополнительном рис. 18a. Сразу после кондиционирования страха мышам внутрибрюшинно вводили анизомицин (150 мг / кг массы тела) для ингибирования зависимых от синтеза белка синаптических изменений, вызванных условием страха.Через десять минут после условного кондиционирования страха мышам также вводили внутрибрюшинную инъекцию 4-OHT (15 мг / кг массы тела). Мышам сделали еще 3 инъекции анизомицина (50 мг / кг массы тела) или физиологического раствора с 2-часовыми интервалами. Чтобы пометить нейроны BA, активные в домашней клетке, мышей в группе домашней клетки (HC) содержали в своих домашних клетках и делали инъекцию анизомицина, как в группе FC. Десять минут спустя мышам также сделали инъекцию 4-OHT и еще 3 инъекции анизомицина (50 мг / кг массы тела) с 2-часовыми интервалами, как в группе FC.Чтобы свести к минимуму маркировку нейронов фоновым шумом, мышей содержали в темноте в домашних клетках в тихом месте в течение 12 часов до и после инъекции 4-OHT.
Единичное испытание контекстуальной обусловленности страха
В экспериментах, описанных на рис. 1, 6h – j, 9, 10 и дополнительные рис. 17a – c, 19, мышей содержали поодиночке в своих домашних клетках по 12-часовому циклу свет / темнота, начинающемуся за неделю до поведенческого тренинга, с постоянным доступом к пище и воде. Мышей случайным образом распределяли по поведенческим группам.В день обучения мышей помещали в Контекст А между 9:00 и 10:00. Через 3 мин мыши получили первое УЗИ (электрический удар ногой, 0,5 мА, продолжительность 2 с) и еще 4 УЗИ с 2-минутным интервалом, как на дополнительном рис. 1а. Температура в камере кондиционирования страха составляла 22–24 ° C. В день тестирования замораживание определялось количественно как процент времени, в течение которого они были неподвижны в течение первых 5 минут в контексте A. Движение мышей в камере кондиционирования страха регистрировалось с помощью камеры ближнего инфракрасного диапазона и анализировалось в режиме реального времени с помощью EthoVision. Программное обеспечение XT 11 (Noldus).Оценка замораживания рассчитывалась как процент времени, в течение которого мыши оставались неподвижными. Неподвижность более 2 с считалась замораживанием.
На рис. 6a – g, 8a – g и дополнительные рис. 14, 18b – d, мышей помещали в Контекст А в день обучения. Через 3 мин мыши получили первое УЗИ (электрошок, 0,5 мА, продолжительность 2 с) и еще 2 УЗИ с интервалом в 1 мин. После кондиционирования в условиях страха мышам внутрибрюшинно вводили анизомицин или физиологический раствор.На рис. 8a – g и дополнительном рис. 18b – d мыши в группе HC оставались в своих домашних клетках в день обучения. На дополнительном рисунке 15 мыши в группе MK-801 получили внутрибрюшинную инъекцию MK-801 (0,3 мг / кг массы тела) или физиологического раствора за 30 минут до кондиционирования страха с помощью трех УЗИ в контексте A.
Дискриминационное контекстуальное кондиционирование страха
В экспериментах, описанных на рис. 4 и дополнительных рис. 9, 10, 11 мышей содержали поодиночке в своих домашних клетках по 12-часовому циклу свет / темнота, начинающемуся за неделю до поведенческого тренинга, с постоянно доступными пищей и водой.Мышей случайным образом распределяли либо в группу кондиционирования страха (FC), либо в контрольную группу без шока (NS). В дни обучения (дни 1–5) мышей в группе FC подвергали воздействию контекста B в течение 5 минут с 9 до 10 часов утра (см. Дополнительный рисунок 1b). Через 1 час мышей помещали в Контекст А и через 4 минуты делали УЗИ (электрический удар ногой, 0,5 мА, продолжительность 2 с). В те же дни мыши получали УЗИ в контексте А между 18:00 и 19:00, а затем через час подвергались воздействию контекста B без УЗИ.В каждом сеансе обучения мышей тестировали на поведение замирания в течение первых 4 минут в контексте A или B. На 6-й день у этих мышей готовили срезы мозга для экспериментов по электрофизиологической записи. Мыши в контрольной группе NS аналогичным образом подвергались воздействию контекстов A и B в дни 1–5, но никогда не получали США. Поведение замирания в контекстах A и B количественно определяли как% времени неподвижности в первые 4 мин в контексте A и B. Оценка замораживания рассчитывалась как процент времени, в течение которого мыши оставались неподвижными.Неподвижность более 2 с считалась замораживанием. Оценки замораживания для контекста A и B были усреднены для каждого дня. Мыши с обобщенными контекстными реакциями страха в группе FC (т. Е. Оценка замораживания в контексте B> 35%) были исключены из анализа на рис. 4g – k, на котором мы исследовали, как входная специфичность синаптического усиления в контекстно-специфических vCA1– Путь БА способствует избирательности условных реакций страха на контекст, который предсказывает опасность (т. Е. Контекст А).
Для различительного контекстуального кондиционирования страха на фиг. 5 и дополнительном фиг. 12 мышам вводили тамоксифен и вводили 5 США в контексте A через 24 часа (день 1). На 2–5 дни мышей обучали распознаванию страха, как описано выше для группы FC. На 6 день готовили срезы головного мозга для экспериментов по электрофизиологической записи.
Хемогенетическое подавление активности vCA1 in vivo
Для экспериментов на рис. 1e-h ретроградный CAV2-pCMV-Cre билатерально инъецировали в базальную миндалину (BA) и AAV-pEF1α-DIO-hM ₄ D _i -mCherry (hM ₄ D _i группа) или AAV-pEF1α-DIO-mCherry (группа mCherry) вводили двусторонней инъекцией в vCA1.Через четыре недели после операции мышам вводили внутрибрюшинную инъекцию N-оксида клозапина (CNO, 10 мг / кг массы тела) в день 1, а через 30 минут они получали 5 разрядов разряда в контексте A, как показано на дополнительном рисунке 1a. CNO растворяли в ДМСО (10 мг / мл), а затем растворяли в физиологическом растворе до концентрации 1 мг / мл. Через 24 ч мышей тестировали на поведение замирания в контексте А на 2-й день. На 3-й день мышам вводили внутрибрюшинную инъекцию носителя (такой же объем физиологического раствора, содержащий 10% ДМСО, как и при инъекции CNO в день 1) и получили 5 разрядов в контексте A через 30 минут, как показано на дополнительном рис.1а. Через 24 ч мышей тестировали на поведение замирания в контексте A в день 4. На дополнительном рис. 2d – e мыши получали инъекцию носителя за 30 минут до кондиционирования страха в контексте A как в день 1, так и в день 3.
Для эксперименты, представленные на рис. 9 и 10h – n, AAV-pEF1α-DIO-hM ₄ D _i -mCherry (hM ₄ D _i группа) или AAV-pEF1α-DIO-mCherry (группа mCherry) вводили двусторонней инъекцией в vCA1 у мышей Arc-CreER ^T2. Через неделю после операции мышей подвергали воздействию контекста A или контекста B в течение 12 минут и получали внутрибрюшинную инъекцию 4-OHT (15-30 мг / кг массы тела) для маркировки нейронов vCA1, активных в контексте A или контексте B.Через три недели после поведенческой маркировки мыши получали внутрибрюшинную инъекцию CNO (день 1) или носителя (день 3) и вызывали страх в контексте A через 30 минут, как показано на дополнительном рис. 1a. Через день после контекстуального кондиционирования страха мышей тестировали на поведение замирания в контексте A на 2 и 4 дни. На дополнительном рисунке 21 после операции и мечения нейронов vCA1 в контексте A мыши получали инъекцию носителя за 30 минут до кондиционирования страха. в контексте A как в день 1, так и в день 3.
Оптогенетическая стимуляция in vivo для формирования памяти о страхе
Для активации нейронов vCA1, проецируемых в BA (проекторы vCA1: BA) на рис.2a – e, мы вводили ретроградный CAV2-pCMV-Cre в BA и AAV-DIO-Chronos-GFP (группа Chronos) или AAV-DIO-eYFP (группа eYFP) в vCA1. Оптическая канюля была имплантирована дорсально к vCA1 для освещения проекторов vCA1: BA, экспрессирующих Chronos-GFP или eYFP. Через три недели после операции мышей приучали к подключению оптического кабеля и фотостимуляции vCA1 в контексте C (размер: 30 см × 24 см × 21 см; пол из акриловой пластины, без освещения и запаха уксусной кислоты) в течение 3 дней ( 1–3 дни).После 3-минутного периода акклиматизации и базовой регистрации поведения замораживания в течение 1 минуты на vCA1 через оптическая канюля на 1 мин. На 4-й день мыши получили 6 пар одной и той же фотостимуляции с частотой 20 Гц (продолжительность 20 с) и электрошока (0,5 мА, продолжительность 2 с, одновременно с фотостимуляцией) в контексте A. На 5–6 дни - замораживание. контролировали в контексте C в присутствии и в отсутствие фотостимуляций с частотой 20 Гц (продолжительность 1 минута).Каждую мышь подвергали тесту на замораживание один раз в день в течение 2 дней. Баллы замерзания при наличии или отсутствии освещения синим светом во время сеансов привыкания и тестирования рассчитывались отдельно в каждый день тестирования и усреднялись. Затем для каждой мыши мы рассчитали разницу в средних показателях замораживания при наличии и отсутствии фотостимуляции (замораживание ВКЛЮЧЕНО - ВЫКЛЮЧЕНО) во время привыкания (дни 1-3) и тестирования (дни 5-6). В группе Chronos: unpaired на рис. 2f, g мы вводили CAV2-pCMV-Cre в BA и AAV-DIO-Chronos-GFP в vCA1 и имплантировали оптическую канюлю дорсальнее vCA1, как в группе Chronos: pair. .После операции мышей приучали в контексте C, как в группе Chronos: pair и eYFP, на 1-3 дни. В день обучения 4 мыши получали фотостимуляцию 20 Гц (продолжительность 20 с) шесть раз с интервалами 120 с в контексте А и были возвращены в их домашние клетки. Через 30 мин мышей снова помещали в Контекст А и получали 6 разрядов электрического тока (0,5 мА, продолжительность 2 с, интервалы 120 с) без фотостимуляции. На 5–6 дни мышей тестировали на замораживание в контексте C в присутствии и в отсутствие фотостимуляции 20 Гц.
Транссинаптическое отслеживание вирусов
Сначала мы вводили AAV-DIO-TVA-G-GFP в БА мышей Arc-CreER ^T2 на рис. 8a – g. Через неделю после операции мышей из группы кондиционирования страха (FC) помещали в Контекст А в камеру кондиционирования страха и давали 3 УЗИ (электрические удары ногами 0,5 мА в течение 2 с каждое) с интервалами 60 с. Сразу после кондиционирования страха мышам внутрибрюшинно вводили анизомицин (150 мг / кг массы тела) для ингибирования зависимых от синтеза белка синаптических изменений, вызванных условием страха (см. Дополнительный рис.18а). Через десять минут после условного кондиционирования страха мышам также вводили внутрибрюшинную инъекцию 4-OHT (15 мг / кг массы тела). Мыши в контрольной группе домашней клетки (HC) оставались в своих домашних клетках до тех пор, пока они не получали анизомицин и 4-OHT, как и группа FC. Мыши в обеих группах получили три дополнительных инъекции анизомицина (по 50 мг / кг массы тела каждая) через 2, 4 и 6 часов. Две недели спустя мы вводили БА с EnvA-экспрессирующим и G-дефицитным RV-mCherry (EnvA-ΔG-RV-mCherry), который инфицировал TVA / G-меченные нейроны БА и распространялся транс-синаптически, что приводило к экспрессии mCherry в нейронах. моносинаптически проецируются на меченые нейроны БА.Через 11 дней мышей в обеих группах подвергали воздействию контекста A, а ткань мозга фиксировали через 90 минут таким образом, чтобы нейроны vCA1, активные в контексте A, были помечены иммуноокрашиванием c-Fos (см. Ниже).
Гистология, микроскопия и подсчет клеток
Острые срезы головного мозга (толщиной 300 мкм) получали с помощью вибратома (VT-1000S, Leica Biosystems) и фиксировали в 4% параформальдегиде в фосфатно-солевом буфере (PBS, 137 мМ NaCl, 2,7 мМ KCl, 11,9 мМ фосфата, pH 7,4) при 4 ° C в течение ночи.После фиксации срезы дважды промывали PBS, содержащим 0,3% Triton X-100 (PBS-T), при комнатной температуре в течение 10 мин и подвергали проницаемости в PBS-T при 4 ° C в течение ночи. Для окрашивания по Нисслю срезы инкубировали с флуоресцентным красителем Ниссл Neurotrace (1:40, разведенный в PBS, Thermo Fisher Scientific) в течение 3 часов при комнатной температуре и промывали в PBS-T трижды по 10 минут каждый. После последней промывки в PBS-T на срезы наносили монтажную среду Vectashield (Vector Laboratories), которые затем закрывали покровными стеклами.Микроскопические изображения получали с использованием конфокальной системы Leica TCS SP5 (Leica Microsystems). Изображения, полученные с помощью разных флуоресцентных каналов, были объединены с использованием программного обеспечения ImageJ (Национальный институт психического здоровья). Для каждой мыши сайт инъекции вируса проверяли по экспрессии флуоресцентных маркеров в vCA1 и BA. Мыши, у которых была пропущена целевая область, были исключены из анализа.
Для количественной оценки доли меченых нейронов vCA1 (eYFP +) среди всех проекторов vCA1: BA на рис.3a – c, мы получили конфокальные микроскопические изображения 3-4 репрезентативных полей (0,56 мм ² каждое) на мышь в пределах vCA1, где нейроны mCherry + были распределены наиболее плотно. Затем конфокальные изображения были сложены по оси Z с помощью программного обеспечения ImageJ. vCA1: BA-проекторы (mCherry +) и функционально меченые нейроны (eYFP +) были идентифицированы на основе флуоресцентной маркировки клеточных тел. Пропорции меченного eYFP vCA1 среди всех проекторов vCA1: BA (mCherry +) были рассчитаны в каждом поле vCA1 и усреднены для каждой мыши.
Долю ChR2-меченых нейронов vCA1 среди всех клеток vCA1 на фиг. 3i рассчитывали путем деления количества клеток ChR2-eYFP + на общее количество клеток DAPI + в пирамидном слое vCA1. Нейроны ChR2-eYFP + vCA1 подсчитывали вручную, а клетки DAPI + в vCA1 подсчитывали с использованием функции обнаружения пятен программного обеспечения Imaris 9 (Bitplane).
Для флуоресцентного мечения зарегистрированных нейронов на рис. 3j, 6d, нейроны загружали пипеточным раствором (см. Ниже), содержащим 5 мМ биоцитина, в течение 20 мин.Затем пипетку медленно извлекали, и срезы мозга фиксировали при 4 ° C в течение ночи с 4% параформальдегидом. После фиксации срезы дважды промывали PBS-T по 10 мин каждый и инкубировали с конъюгатом стрептавидин-Alexa Fluor 633 (20 мкг / мл в PBS, Thermo Fisher Scientific) в течение 2 ч при комнатной температуре. Затем несвязанный стрептавидин промывали PBS три раза по 20 мин каждый, и срезы помещали на предметные стекла. Изображения меченых нейронов были получены с использованием конфокального микроскопа Leica TSC SP5, и были проанализированы морфология и расположение нейронов в BA.
Чтобы изучить, какая часть нейронов BA и vCA1, активных во время контекстного кондиционирования страха, реактивировалась во время вызова воспоминаний о страхе на рис. 6h – j, мы идентифицировали нейроны BA и vCA1, активные во время контекстного кондиционирования страха или в домашних клетках с экспрессией mCherry . Нейроны BA и vCA1, активные во время воспроизведения воспоминаний о страхе, иммуноокрашивали на c-Fos (см. Ниже). Мы сделали конфокальные микроскопические изображения 3-4 репрезентативных полей (0,56 мм ² каждое) BA и vCA1, где меченые mCherry нейроны были наиболее многочисленными.Пропорции нейронов c-Fos + среди всех нейронов mCherry + BA или vCA1 в поле зрения рассчитывались и усреднялись для каждой мыши.
Чтобы проверить, сколько нейронов vCA1, проецируемых на нейроны с поведенческой меткой BA, специфичны для контекста A на рис. 8g, мы вычислили долю c-Fos + среди всех нейронов vCA1, меченных RV-mCherry. Мы сделали конфокальные микроскопические изображения 4 репрезентативных полей (0,56 мм ² каждое) в vCA1, где меченые mCherry нейроны были наиболее многочисленны в vCA1.Долю c-Fos + нейронов среди всех mCherry + нейронов в поле зрения рассчитывали и усредняли для каждой мыши. Количество нейронов mCherry + или c-Fos + vCA1 подсчитывали вручную. Вероятность того, что случайно выбранный нейрон vCA1 является c-Fos +, рассчитывали путем деления количества клеток c-Fos + на общее количество клеток DAPI + в пирамидальном слое vCA1. Клетки Fos + и DAPI + в vCA1 подсчитывали с использованием функции точечного обнаружения программного обеспечения Imaris 9 (Bitplane).
c-Fos иммуногистохимия и анализ
Срезы мозга vCA1 или BA (толщиной 100 мкм) получали с помощью вибратома и фиксировали через 90 минут после последнего поведенческого теста на фиг.1c, d, 3d – f, 6h – j, 8a – g и дополнительные рисунки 5c – e, 14b – d, 16. После фиксации в 4% параформальдегиде в PBS в течение часа срезы были проницаемы в PBS-T при комнатной температуре. температура в течение 4 дней. Затем срезы головного мозга блокировали PBS, содержащим 5% козьей сыворотки, при 4 ° C в течение часа. Срезы промывали PBS-T в течение 10 мин и инкубировали с очищенным поликлональным сродством кроличьим анти-c-Fos антителом (разведение 0,1 мг / мл исходного антитела в PBS-T, 226033 / Synaptic Systems) при 4 °. C на ночь.Затем срезы промывали PBS-T три раза по 10 мин каждый и инкубировали с козьими антителами против кроличьего IgG-Alexa Fluor 647 (1: 200 в PBS-T) при 4 ° C в течение ночи. Затем срезы трижды промывали PBS-T в течение 10 мин каждый и помещали на предметные стекла для получения изображений в конфокальной микроскопии.
Для каждой мыши мы сделали конфокальные микроскопические изображения серии Z 4 репрезентативных полей (0,56 мм ² каждое) vCA1 или BA и сложили изображения в Z-стопку с помощью программного обеспечения ImageJ.Мы идентифицировали проекторы vCA1: BA (помеченные mCherry) на рис. 1c, d, нейроны vCA1, активные в контексте A (помеченные tdTomato или mCherry) на рис. 3d – f и дополнительные рис. 5c – e, нейроны vCA1 и BA, активные во время боятся кондиционирования или активны в домашней клетке (помечены mCherry) на рис. 6h – j, а нейроны vCA1 транссинаптически мечены mCherry на рис. 8a – g. Мы вручную подсчитали эти меченые нейроны и нейроны c-Fos + в BA и vCA1, за исключением рис. 8f, g, на котором c-Fos + клетки в vCA1 были подсчитаны с использованием программного обеспечения Imaris 9.Затем мы рассчитали долю нейронов c-Fos + среди всех меченых нейронов в каждом поле vCA1 или BA и усреднили пропорции для каждой мыши. На дополнительном рис. 14b – d мы вручную подсчитали клетки c-Fos + на Z-образных конфокальных микроскопических изображениях 4 репрезентативных полей (0,56 мм ² каждое) vCA1, BMA или BA и рассчитали плотность клеток c-Fos + путем деления общего количества клеток c-Fos + на интересующий объем.
Проверка специфичности нейронального мечения
Чтобы изучить специфичность поведенческого мечения vCA1 у мышей Fos-CreER ^T2 x ROSA-LSL-tdTomato на рис.3d – f, мы пометили нейроны vCA1 в двух разных временных точках, так что tdTomato + клетки отражали нейроны, помеченные во время первого воздействия контекста A, тогда как клетки c-Fos + отражали нейроны, меченные во время второго воздействия контекста либо контекстом A, либо контекстом B одну неделю спустя. Мы сделали конфокальные микроскопические изображения 3-4 репрезентативных полей (0,56 мм ² каждое) в vCA1, где tdTomato + нейроны были наиболее многочисленны в vCA1. tdTomato + или c-Fos + vCA1 подсчитывали вручную. Долю c-Fos + нейронов среди всех tdTomato + нейронов в поле зрения рассчитывали и усредняли для каждой мыши.
Чтобы изучить контекстную специфичность мечения vCA1 у мышей Fos-tTA на дополнительном рисунке 16, мы пометили нейроны vCA1 в двух разных временных точках, так что клетки ChR2-eYFP + отражают нейроны vCA1, активные во время первого воздействия контекста A, тогда как клетки c-Fos + отражали нейроны vCA1, активные во время второго воздействия контекста A в группе A – A, или нейроны vCA1, активные в домашних клетках в группе A – HC, через 9 дней после первого воздействия контекста. Были получены конфокальные микроскопические изображения 3-4 репрезентативных полей (0.56 мм ² каждый) в vCA1, где ChR2-eYFP + нейроны были наиболее многочисленны в vCA1. Долю c-Fos + клеток среди всех нейронов ChR2-eYFP + vCA1 в поле зрения рассчитывали и усредняли для каждой мыши.
Чтобы изучить контекстную специфичность поведенческой маркировки vCA1 у мышей Arc-CreER ^T2 × Fos-tTA / Fos-shGFP на дополнительном рисунке 20, мы пометили нейроны vCA1 в двух разных временных точках, так что клетки mCherry + указывали нейроны, помеченные во время первого воздействия контекста A или B, тогда как клетки GFP + (shGFP +) с коротким периодом полужизни (2 часа) указывали на нейроны, меченные во время второго воздействия контекста A через 7-11 дней.Мы сделали конфокальные микроскопические изображения 3–4 репрезентативных полей (0,56 мм ² каждое) vCA1, где mCherry + нейроны были наиболее многочисленными. Долю shGFP + нейронов среди всех mCherry + нейронов в поле зрения рассчитывали и усредняли для каждой мыши.
Запись с помощью патч-клампа целых клеток в срезах головного мозга
Для электрофизиологической записи срезов мозга мышей подвергали глубокой анестезии 5% изофлураном и декапитировали. Мозг быстро препарировали и охлаждали в ледяной искусственной спинномозговой жидкости (ACSF), содержащей 130 мМ NaCl, 2.5 мМ KCl, 2,5 мМ CaCl ₂, 1 мМ MgSO ₄, 1,25 мМ NaH ₂ PO ₄, 26 мМ NaHCO ₃ и 10 мМ глюкозы с 95% O ₂ и 5% СО ₂. Коронковые срезы головного мозга, содержащие миндалину (толщиной 300 мкм), получали с помощью вибратома. После 1-часового периода восстановления срезы помещали в записывающую камеру и непрерывно перфузировали ACSF со скоростью 1 мл в минуту. Патч-электроды (сопротивление 2–3 МОм) заполняли пипеточным раствором, содержащим 140 мМ Cs-метансульфонат, 5 мМ NaCl, 1 мМ MgCl ₂, 10 мМ HEPES, 0.2 EGTA, 2 мМ MgATP, 0,5 мМ NaGTP и 5 мМ хлорид QX-314 (290 мОсм, pH доведен до 7,3 с помощью CsOH). Для экспериментов на рис. 5h – j и дополнительных рис. 2a – c, 3, 19 мы заменили 140 мМ Cs-метансульфонат на 150 мМ K-глюконат без добавления QX-314. Мы зарегистрировали EPSC в предполагаемых главных нейронах в BA с мембранной емкостью более 100 пФ (см. Дополнительный рис. 8). Для морфологического анализа зарегистрированных нейронов на рис. 3j, 6d, в раствор пипетки добавляли биоцитин (5 мМ). Запись целых клеток с помощью патч-клампа выполнялась при 30–32 ° C с использованием усилителя Multiclamp 700B, дигитайзера Digidata 1550 A или 1320 A и программного обеспечения Clampex 10 (Molecular Devices).Поскольку температура влияет на кинетику EPSC, температура записывающей камеры тщательно контролировалась и составляла 30–32 ° C. Мембранный потенциал поддерживали постоянным на уровне -80 мВ в режиме фиксации напряжения, если не указано иное. Потенциалы жидкостного перехода 8,9 мВ и 15,5 мВ были скорректированы для раствора для пипеток на основе Cs и для раствора для пипеток на основе K-глюконата, соответственно. Последовательное (доступное) сопротивление не компенсировалось. Автономный анализ данных выполнялся с использованием Clampfit 10 (Molecular Devices).Результаты электрофизиологических экспериментов суммированы в дополнительных таблицах 3 и 4.
Фотостимуляция в срезах мозга: для фотостимуляции ChR2- или ChR2- или Хронос-экспрессирующие аксоны. Светодиод был подключен к усилителю и дигитайзеру через драйвер светодиода (LEDD1B, Thorlabs). Срезы мозга в записывающей камере освещали через водно-иммерсионный объектив с увеличением 40 (Olympus LUMPLFLN 40XW или Leica HCX APO L40x # 506155) и фильтр 450–490 нм (Chroma).Площадь освещения составляла 0,17 мм ² и была сосредоточена в соме нейрона, на котором была сделана запись. Интенсивность и продолжительность фотостимуляции контролировали с помощью дигитайзера Digidata 1550 A или 1320 A и программного обеспечения Clampex 10 (Molecular Devices). Световая мощность в милливаттах (мВт) была измерена на длине волны 470 нм с использованием измерителя мощности (PM100A, Thorlabs), помещенного под линзу объектива, и плотность световой мощности (мВт / мм ²) была рассчитана путем деления световой мощности на площадь освещения.Чтобы вызвать синаптические ответы в BA путем фотостимуляции аксонов vCA1, мы освещали срезы каждые 20 с импульсами синего света длительностью 1 мс (2,8-20 мВт / мм ²). Когда в записях EPSC была обнаружена очевидная полисинаптическая активность, мы снизили интенсивность фотостимуляции, чтобы полисинаптические компоненты не влияли на наши измерения амплитуд AMPAR и NMDAR EPSC. Когда мы не смогли устранить полисинаптическую активность, регулируя интенсивность стимуляции, мы прекратили эксперименты для зарегистрированных нейронов.
Соотношение AMPA / NMDA EPSC: AMPAR EPSC регистрировались при -80 мВ, а NMDAR EPSC регистрировались при +40 мВ в режиме фиксации напряжения. SR-95531 (10 мкМ), антагонист рецептора GABA-A, был добавлен к ACSF для предотвращения загрязнения от ингибирующих постсинаптических токов в цепи ингибирования с прямой связью. Интенсивность фотостимуляции регулировали таким образом, чтобы максимальная амплитуда AMPAR EPSC составляла 50–250 пА. Для каждого нейрона БА для записи AMPAR и NMDAR EPSC использовались одинаковые интенсивность и продолжительность фотостимуляции.Чтобы рассчитать соотношение AMPA / NMDA EPSC, мы записали первый набор AMPAR EPSC (3-5 кривых) при -80 мВ, а затем записали NMDAR EPSC (3-5 кривых) при +40 мВ. Затем удерживающий потенциал был возвращен к -80 мВ для записи второго набора AMPAR EPSC (3-5 кривых). Мы также зарегистрировали EPSC при 0 мВ. Этот протокол записи минимизировал влияние зависящих от времени изменений EPSC на соотношение AMPA / NMDA. Для количественной оценки AMPAR EPSC мы усреднили первый и второй наборы AMPAR EPSC, записанные до и после записи NMDAR EPSC, и рассчитали пиковую амплитуду усредненных AMPAR EPSC.Чтобы количественно оценить NMDAR EPSC, мы усреднили трассы NMDAR EPSC и измерили средние амплитуды усредненных NMDAR EPSC между 47,5 и 52,5 мс после начала фотостимуляции. Поскольку AMPAR EPSC полностью исчезли через 50 мс после фотостимуляции, EPSC, зарегистрированные при +40 мВ через 50 мс после начала стимуляции, не были загрязнены AMPAR EPSC и отражали NMDAR EPSC ⁷. Затем мы рассчитали отношение амплитуд EPSC AMPAR к EPSC NMDAR.
Коэффициент парных импульсов: для расчета коэффициента парных импульсов (PPR), AMPAR EPSC вызывались парной фотостимуляцией (интервал 50 мс, 0.5 мс) Хронос-экспрессирующих пресинаптических аксонов и записывались в нейронах BA при -80 мВ в режиме фиксации напряжения. PPR рассчитывался как отношение амплитуды пиков первого и второго EPSC. Поскольку на PPR влияла интенсивность фотостимуляции, мы индуцировали EPSC с помощью фотостимуляции при различной интенсивности света и рассчитывали PPR для каждой интенсивности фотостимуляции в каждом нейроне BA.
Прогрессивный блок NMDAR EPSC от MK-801: для сравнения вероятности пресинаптического высвобождения на входах vCA1 в BA между поведенческими группами мы записали NMDAR EPSC при +40 мВ в режиме фиксации напряжения в присутствии NBQX (10 мкМ) и SR-95531 (10 мкМ).Интенсивность фотостимуляции регулировали таким образом, чтобы максимальная амплитуда NMDAR EPSC составляла 200–500 пА. После регистрации исходного уровня срез мозга перфузировали ACSF, содержащим MK-801 (10 мкМ), в течение 10–15 мин. Затем мы записывали NMDAR EPSC, вызванные фотостимуляцией, применяемой каждые 10 с. Чтобы количественно оценить скорость распада NMDAR EPSC с помощью MK-801, мы вычислили константу распада (τ) в номере стимула для каждого нейрона BA путем подгонки кривой уменьшения NMDAR EPSC к одноэкспоненциальному уравнению: I ( n ) = I ₁ exp (- n / τ), где n - номер стимула, I ( n ) - пиковая амплитуда n th NMDAR EPSC и I ₁ - пиковая амплитуда первого NDMAR EPSC, записанная в присутствии MK-801.
Воспроизводимость
Микрографические изображения, представленные на рисунках, являются репрезентативными из экспериментов, повторенных независимо: Рис. 1b (10 раз), 1d (18 раз), 1f (9 раз), 2b (13 раз), 3b (5 раз), 3e (6 раз в группе), 3h (8 раз), 3j (5 раз), 5d (5 раз), 5e (18 раз в группе), 6d (3 раза), 6i (11 раз / BA; 13 раз / vCA1), 7c – d (5 раз), 7e (12 раз в группе), 8e – f (10 раз / FC; 9 раз / HC), 9a (12 раз), 9d (7 раз), 10d – e ( 6 раз), 10ж (11 раз в группе), 10к – л (5 раз), 10м (10 раз / мЧ-; 12 раз / мЧ +), дополнительные рис. 2б (12 раз), 3б (6 раз), 4в– 4d (5 раз), 5a (3 раза), 7a (5 раз), 7c (3 раза), 8a (5 раз), 8b (22 раза), 8c (5 раз), 10d (12 раз), 14c– d (5 раз в группе), 16a (6 раз), 17b (6 раз / Fos-CreERT2; 3 раза / Arc-CreERT2), 17e (3 раза), 17f (4 раза в группе), 18c (10 раз / FC; 9 раз / HC), 19b (3 раза), 19c (17 раз на группу) и 20b (5 раз).
Статистический анализ
Данные представлены как среднее ± стандартная ошибка среднего (SEM), если не указано иное. Для статистических сравнений мы использовали тест Уэлча t или ANOVA с обычными или повторяющимися измерениями. Для апостериорного анализа мы использовали одновременные сравнения Бонферрони. На рис. 4e, k и дополнительных рис. 6f, 10e, 11c использовалась непараметрическая статистика, поскольку данные не следовали нормальному распределению ( p <0,05, тест Андерсона-Дарлинга).Все статистические тесты были двусторонними. Статистический анализ проводился с помощью программного обеспечения Minitab 18 (Minitab), и значение p <0,05 считалось статистически значимым. Подробная информация о статистическом анализе приведена в дополнительных таблицах 1 и 2.
Сводка отчетов
Дополнительная информация о дизайне исследований доступна в Сводке отчетов по природоохранным исследованиям, связанной с этой статьей.
Сложность, сложные системы и приложения
Mem-системы, основанные на элементах схемы памяти (мемристор, мем-конденсатор и мем-проводник), привлекли значительное внимание после реализации твердотельного мемристора в лабораториях Hewlett-Packard в 2008.О различных мем-системах сообщалось в разных областях, от физики и биологических моделей до инженерии. В частности, мем-системы находят потенциальное применение в коммутационных устройствах, биоинспирированной электронике, нейронных сетях, элементах памяти и т. Д.
В последние несколько лет мы стали свидетелями быстрого развития исследований мем-систем, таких как теоретические модели, сложность, хаос, фундаментальные отпечатки пальцев, численное моделирование, нелинейные свойства, аспекты изготовления и эксперименты.Однако остаются другие вопросы, которые побуждают к дальнейшим открытиям в таких системах. Целью специального выпуска является представление и обсуждение сложных тем мем-систем со сложным динамическим поведением. Всего мы получили 38 заявок. Этот специальный выпуск, прошедший рецензирование, содержит 17 статей, содержание которых кратко излагается следующим образом.
В статье J. Jin и C.Li смоделирован полностью интегрированный мемристорный эмулятор, использующий операционные усилители (ОУ) и аналоговые умножители. На основе полностью интегрированного мемристора представлена управляемая прокруткой гиперхаотическая система. Управляя нелинейной функцией с помощью программируемых переключателей, гиперхаотическая система на основе мемристоров обеспечивает контролируемое количество прокрутки. Более того, гиперхаотическая система на основе мемристоров полностью интегрирована в один кристалл и обеспечивает более низкое напряжение питания, меньшую рассеиваемую мощность и меньшую площадь кристалла.Полностью интегрированные мемристоры и гиперхаотическая система на основе мемристоров проверены с помощью КМОП-процесса 0,18 мкм мкм GlobalFoundries с использованием Cadence IC Design Tools. Результаты моделирования после компоновки демонстрируют, что полностью интегрированная гиперхаотическая система на основе мемристора потребляет 90,5 мВт при напряжении питания ± 2,5 В и занимает компактную площадь кристалла 1,8 мм ².
В статье Р. Ванга и др. «Новая 5D хаотическая система на основе мемристора и реализация схемы» предлагается 5D хаотическая система с мемристором, управляемым потоком.Анализ динамики новой системы также может продемонстрировать гиперхаотические характеристики. Выполнены проектирование и анализ адаптивной синхронизации для новой хаотической системы на основе мемристоров и ее ведомой системы. Кроме того, в реализации схемы новой хаотической системы используется метод модульных схем. Моделирование Multisim и физические эксперименты проводятся и сравниваются и согласовываются друг с другом, что может продемонстрировать существование аттрактора для новой системы.
В статье L. Xiong et al. «Новая хаотическая система на основе мемдуктора и ее приложения в схемотехнике и экспериментальной проверке» представлена новая хаотическая система на основе мемдуктора. Локальные динамические сущности, такие как базовое динамическое поведение, дивергенция, устойчивость системы равновесия и показатель Ляпунова, исследуются аналитически и численно, чтобы выявить динамические характеристики новой хаотической системы на основе мемдуктора, такие как параметры системы и изменение начального состояния мемристора.Впоследствии получен метод активного управления для изучения синхронной устойчивости новой хаотической системы на основе мемдуктора путем обеспечения асимптотической устойчивости системы ошибок синхронизации в начале координат. В дополнение к этому, хаотическая схема на основе мемдуктора спроектирована, реализована и применена для создания новой схемы защищенной связи на основе мемдуктора с использованием основных электронных компонентов и мемристора. Кроме того, тщательно проанализирован принцип построения хаотической схемы на основе мемдуктора, и впервые предлагается концепция «индекса количественной оценки дефектов хаотической схемы на основе мемдуктора», чтобы проверить, согласуется ли хаотический вывод с математической моделью.Показано хорошее качественное согласие между расчетами и результатами экспериментальной проверки.
В статье Б. Ванга и Л. Л. Чена «Новые результаты нечеткой синхронизации для разновидности нарушенной мемристивной хаотической системы» исследуется проблема нечеткой синхронизации для разновидности нарушенной мемристивной хаотической системы. Во-первых, на основе нечеткой теории представлена нечеткая модель мемристивной хаотической системы; затем, на основе техники H-бесконечности, многомерный нечеткий контроллер и одномерный нечеткий контроллер предназначены для реализации синхронизации хаотических систем ведущий-ведомый с возмущениями.Наконец, включены некоторые типичные примеры, чтобы показать правильность данного метода контроля.
В статье З.И. Маннана и др. «Точный анализ и физическая реализация 6-лепесткового мемристора Чуа корсажа» предлагается новый общий мемристор, получивший название 6-лепесткового мемристора корсажа Чуа, с его нелинейным динамическим анализом и физическим реализация. Предлагаемый мемристор корсажа содержит четыре асимптотически устойчивые точки равновесия на его сложных и разнообразных динамических маршрутах, которые раскрывают устройство нелинейной памяти с 4 состояниями.Более высокая степень универсальности его динамических маршрутов показывает, что предлагаемый мемристор имеет множество динамических путей в ответ на различные начальные условия и демонстрирует сильно нелинейную непрерывную кривую постоянного тока V - I . Кривая DC V - I предлагаемого мемристора наделена явным аналитическим параметрическим представлением. Более того, полученные три формулы: экспоненциальные траектории состояния x _n ( t ), период времени t _fn и минимальная амплитуда импульса V _A, являются Требуется для анализа движения траекторий состояний на кусочно-линейной (PWL) динамической карте маршрутов (DRM) корсажного мемристора.Эти формулы универсальны, то есть применимы к любым кривым PWL DRM для любого постоянного или импульсного входа и с любым количеством сегментов. Нелинейная динамика, теоретико-схемотехнический подход и системный подход используются для объяснения асимптотической квадратичной устойчивости предложенного корсажного мемристора и для разработки нового реального эмулятора мемристора с использованием готовых схемных компонентов.
В статье K.Ding, разработка контроллеров с обратной связью для синхронизации двух хаотических мемристорных цепей Чуа. Функция мемдуктивности схем Чуа на основе мемристоров - это ограниченная функция с ограниченной производной, которая является более обобщенной, чем те кусочно-постоянные или квадратичные функции в некоторых существующих статьях. Основной вклад заключается в том, что для двух хаотических схем Чуа на основе мемристоров устанавливается один критерий синхронизации, а коэффициент усиления контроллера обратной связи легко получается путем решения набора линейных матричных неравенств.Один числовой пример приведен, чтобы проиллюстрировать эффективность метода проектирования.
В статье JL Echenausía-Monroy et al. «Семейство бистабильных аттракторов, содержащихся в нестабильной системе диссипативной коммутации, связанной с SNLF», представлена система мультискролл-генератора, которая решает проблему путем реализации 9-уровневого насыщенного нелинейная функция, SNLF, модифицируется новым управляющим параметром, который действует как параметр бифуркации. Посредством модификации нового введенного параметра можно контролировать количество создаваемых прокруток.Предлагаемая система имеет более богатую динамику, чем исходная, и не только представляет собой генерацию глобального аттрактора; он способен генерировать моностабильные и бистабильные мультискроллы. Исследование области притяжения для генерации естественного аттрактора (9-спиральный SNLF) показывает ограничения в пространстве начальных условий, в котором система способна представлять динамические отклики, ограничивая ее возможные электронные реализации.
В статье У.Feng et al., Предлагается трехмерная система рывков путем введения обобщенного мемристивного устройства. Обнаружено, что динамическое поведение системы чувствительно к начальным условиям даже при фиксированных параметрах системы, что приводит к сосуществованию нескольких аттракторов. И существует различное поведение перехода в зависимости от выбора параметров и начальных значений. Таким образом, это один из важных типов системы-кандидата для безопасной связи, поскольку восстановление точного пространства состояний становится более трудным.Более того, авторы создают аппаратную схему, и экспериментальные результаты эффективно подтверждают теоретический анализ.
В статье С. Хе и др. «Хаос и сложность символов в совместимой системе конденсаторов дробного порядка» численное решение согласованной дробно-нелинейной системы получено на основе метода согласованного дифференциального преобразования. С помощью бифуркационной диаграммы и характеристических показателей Ляпунова (ЛКЛ) проанализирована динамика системы конформных дробных мемконденсаторов (КПМ).Обнаружена богатая динамика, наблюдаются сосуществующие аттракторы и переходное состояние. Сложность символов системы CFM оценивается с использованием алгоритма символической энтропии (SybEn), алгоритма символической спектральной энтропии (SybSEn) и алгоритма символической C ₀ (SybC ₀). Это показывает, что псевдослучайные последовательности, генерируемые системой, имеют высокую сложность и проходят строгий тест NIST. Результаты показывают, что нелинейная система совместимого мемконденсатора также может быть хорошей моделью для реальных приложений.
В статье П. Чжоу и М. Ке «Мемристивная система целого порядка с хаотическими аттракторами от двух до четырех свитков и ее версия дробного порядка с сосуществующим хаотическим аттрактором», основанная на линейном пассивном конденсаторе C , линейный пассивный индуктор L , мемристор с активным зарядом и полиномиальная функция четвертой степени, определяемая зарядом, предлагается мемристивная система целого порядка. Предлагаемая мемристивная система целого порядка может генерировать хаотические аттракторы с двумя, тремя и четырьмя прокрутками.Сложные динамические поведения исследуются численно. Спектр показателей Ляпунова относительно линейного пассивного индуктора L и хаотических аттракторов с двумя, тремя и четырьмя прокрутками получен численным расчетом. Во-вторых, на основе мемристивной хаотической системы целого порядка с аттрактором с четырьмя свитками предлагается мемристивная система дробного порядка. Сложное динамическое поведение его версии дробного порядка изучается численно. Получен спектр с наибольшим показателем Ляпунова относительно дробного порядка p .Сосуществующие два вида хаотических аттракторов с тремя свитками и сосуществующие хаотические аттракторы с тремя и четырьмя свитками можно найти в его версии дробного порядка.
В статье Y. Xu et al. «Динамическое поведение в связанной нейронной системе с возбуждающим и тормозящим спадом при электромагнитной индукции» используется метод численного моделирования с целью исследования синхронного поведения в связанной нейронной системе. химическими и электрическими синапсами под действием электромагнитной индукции.В рамках улучшенной модели эффекты электромагнитной индукции на нейроны описываются с помощью аддитивного мемристивного тока на мембранной переменной, а мемристивный ток зависит от изменения магнитного потока. Результаты моделирования показывают, что два режима связи играют важную роль в синхронизации системы. Увеличивая коэффициент усиления химической синаптической обратной связи, авторы наблюдают переход от смешанного колебательного состояния к периодическому при критическом значении. Кроме того, обнаруживаются две точки бифуркации Хопфа при смене внешних раздражителей, и на состояние разряда нейрона влияют начальные значения.Кроме того, существует область значений силы связи и усиления обратной связи, в которой система двух связанных нейронов синхронизирована, а более длительное запаздывание не способствует синхронизации системы.
В статье FL Traversa et al. «Доказательства экспоненциального ускорения в решении сложных задач оптимизации» к задачам жесткой оптимизации применяется некомбинаторный подход, который достигает экспоненциального ускорения и находит лучшие приближения, чем текущие уровень развития.Во-первых, авторы отображают задачу оптимизации в логическую схему, состоящую из специально разработанных, самоорганизующихся логических вентилей, которые могут быть построены с (неквантовыми) электронными элементами с памятью. Точки равновесия схемы представляют собой приближение к поставленной задаче. Затем авторы решают связанные нелинейные обыкновенные дифференциальные уравнения численно по направлению к точкам равновесия. Авторы демонстрируют этот экспоненциальный выигрыш, сравнивая последовательную реализацию MATLAB решателя авторов с победителями конкурса Max-SAT 2016 года на различных примерах жесткой оптимизации.Авторы демонстрируют эмпирические доказательства того, что решатель, созданный авторами, линейно масштабируется в зависимости от размера проблемы, как во времени, так и в памяти, и утверждают, что это свойство проистекает из коллективного поведения моделируемой физической схемы. Подход авторов может быть применен к другим типам задач оптимизации, и представленные здесь результаты имеют далеко идущие последствия во многих областях.
В статье P.Лю и др., Новая переключающая гиперхаотическая система прокрутки, основанная на мемристорном устройстве, предложена и применяется для защищенной связи. В новой системе можно было переключаться между хаотической системой с двойной прокруткой и системой с множественной прокруткой с помощью переключателя S 1 и переключателя S 2. Авторы в первую очередь описали процесс построения новой системы, ее численное моделирование и динамические свойства. Кроме того, была представлена мемристическая реализация схемы новой системы переключения, и результаты также согласуются с результатами численного моделирования.Наконец, новая коммутационная мемристивная система была применена для защиты связи посредством синхронизации реакции возбуждения с хаотической маскировкой. Когда голосовой сигнал представляет собой восходящую форму волны, он шифруется системой памяти с двойной прокруткой. Когда голосовой сигнал представляет собой падающую форму волны, работает мемристическая система мультискролла. Речевой сигнал полностью погружен в хаотический сигнал и его невозможно было вообще различить. Анализ безопасности показывает, что это успешное приложение для защиты связи.
В статье К. Динга с соавторами «Исследование распространения коркового сигнала и результирующих пространственно-временных паттернов в нейронной сети на основе мемристоров» показано, что мемристивная нейронная сеть может отражать явления пластичности, наблюдаемые в биологических корковых синапсах. Сеть нейронных единиц в виде двумерной возбудимой ткани разработана с использованием 3-нейронной нейронной модели Хопфилда для локальной динамики каждой единицы. Результаты показывают, что решетка поддерживает формирование пространственно-временного паттерна без присмотра.Обнаружено, что связь мемристорного типа более заметна по сравнению с связью резисторного типа, при этом определяется переключение возбудимой ткани по различным сложным формам поведения. Также изучается устойчивость полученных пространственно-временных паттернов к шуму. Наконец, проводится бифуркационный анализ вариации мемристорного эффекта. Исследование авторов показывает, что пространственно-временная электрическая активность ткани согласуется с бифуркационным анализом. Показано, что интенсивности мемристорных связей, при которых система претерпевает периодическое поведение, не позволяют ткани сдерживать распространение волны.Кроме того, хаотическое поведение на бифуркационной диаграмме соответствует турбулентному пространственно-временному поведению ткани. Более того, авторы обнаружили, что возбудимые среды очень чувствительны к воздействию шума, когда нейроны расположены близко к своей точке бифуркации, так что соответствующий пространственно-временной паттерн не является стабильным.
В статье К. Санчеса-Лопеса и др. «Схемы эмулятора мемристора дробного порядка» исследуется синтез схем эмулятора мемристора дробного порядка (FOM).Для этого предлагается новая топология интегратора дробного порядка (FOI), основанная на операционном усилителе с обратной связью по току и конденсаторах целого порядка. Затем FOI заменяет интегратор целого порядка внутри схем эмулятора мемристора с управлением потоком или зарядом, о которых ранее сообщалось в литературе, и в обеих версиях: с плавающей точкой и с заземлением. Это демонстрирует, что схемы эмулятора FOM также могут быть настроены в инкрементном или декрементном режиме, и основные отпечатки мемристора целочисленного порядка также сохраняются для FOM.Теоретические результаты подтверждаются с помощью моделирования HSPICE, и синтезированные схемы эмулятора FOM могут быть легко воспроизведены. Более того, схемы эмулятора FOM могут использоваться для улучшения будущих приложений, таких как сотовые нейронные сети, модуляторы, датчики, хаотические системы, релаксационные генераторы, устройства энергонезависимой памяти и программируемые аналоговые схемы.
В статье H.Бао и др. Авторы исследуют экстремальную мультистабильность и ее управляемость для идеальной схемы Чуа на основе мемристорного эмулятора с управляемым напряжением. С помощью вольт-амперной модели экстремальная мультистабильность, зависящая от начального состояния, исследуется посредством анализа распределения устойчивости точки равновесия линии, а затем сосуществующие бесконечно много аттракторов численно обнаруживаются в такой мемристической схеме с помощью бассейна притяжения и фазовых портретов. Кроме того, на основе точного определяющего соотношения эмулятора мемристора формулируется набор уравнений приращения потока-заряда, описывающих уравнения для канонической схемы Чуа на основе мемристора, и, таким образом, устанавливается модель уменьшения размерности.В результате зависящая от начального состояния динамика в области напряжение-ток преобразуется в динамику, связанную с параметрами системы, в области потока-заряда, что подтверждается численным моделированием и моделированием схем. Следовательно, может быть целесообразно реализована управляемая стратегия экстремальной мультистабильности, что очень важно для поиска приложений мультистабильных мемристивных схем на основе хаоса.
В статье Б.Бао и др., Новая трехмерная мемристивная модель нейрона Хиндмарша-Роуза (HR) представлена для описания сложной динамики активности нейронов с электромагнитной индукцией. Предлагаемая мемристическая модель нейрона HR не имеет точки равновесия, но может демонстрировать скрытое динамическое поведение сосуществующих асимметричных аттракторов, о котором не сообщалось в предыдущих ссылках на модель нейрона HR. На основе математической модели численное моделирование скрытых сосуществующих асимметричных аттракторов выполняется с помощью бифуркационного анализа, фазовых портретов, бассейнов притяжения и динамических карт, которые просто демонстрируют возникновение сложных динамических поведений электрической активности в нейроне с электромагнитной индукцией.Кроме того, экспериментальные результаты, основанные на макетной плате, хорошо подтверждают численное моделирование.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации этой статьи.
Благодарности
Редакционная группа хотела бы выразить признательность всем авторам за их ценный вклад и всем рецензентам за их ценные комментарии. Кроме того, редакция выражает благодарность редакционной коллегии журнала Complexity за их ценную помощь и поддержку в этом специальном выпуске.
Viet-Thanh Pham
Sundarapandian Vaidyanathan
Esteban Tlelo-Cuautle
Tomasz Kapitaniak
.

Конструкция	А	B	А ‘	С	D	E	F	G	H
Размер	4 × 2 × 3	3 × 2 × 3	4 × 4 × 3	2 × 3 × 3	2 × 3 × 2	2 × 4 × 2	3 × 1 × 4	5 × 3 × 3	6 × 3 × 3
Горелки	2	2	2	2	2	2	2	4	6
Проволока из красного камня	6	4	10	4	0	4	3	6	8
Повторители	0	0	0	0	2	0	0	0	0
Входы изолированы?	Дуплекс	Дуплекс	Дуплекс	Дуплекс	Есть	Есть	Дуплекс	Есть	Да
Выходы изолированы?	Дуплекс	Дуплекс	Дуплекс	Есть	Есть	Есть	Дуплекс / Да	№	Да
Ориентация ввода	напротив	смежные	напротив	напротив	напротив	напротив	напротив	перпендикуляр	перпендикуляр

Конструкция	Дж	К	L	M	N	O	-П	Q
Размер	2 × 3 × 3	4 × 3 × 3	4 × 4 × 2	4 × 3 × 2	4 × 1 × 1	5 × 3 × 3	3 × 1 × 2	5 × 5 × 3
Горелки	2	0	1	1	0	1	0	7
Пыль	7	4	6	0	9	4	0	7
Повторители	1	1	1	1	0	1	0	0
Прочие устройства	–	1 липкий поршень	1 липкий поршень	2 обычных поршня	2 обычных поршня	2 обычных поршня	2 капельницы, 1 компаратор	–
Входы изолированы?	Да,	№	№	Есть	Есть	№	Есть	Да
Выходы изолированы?	Есть	№	№	Есть	Есть	Есть	Есть	Нет
Q̅ есть в наличии?	№	№	№	№	Есть	№	№	Да
Ориентация ввода	Перпендикуляр	Перпендикуляр	Соседний	напротив	напротив	напротив	Соседний	Соседний

Дизайн	А	B	С	D	E	E ‘	F	G	H
Размер	7 × 3 × 3	7 × 7 × 3	6 × 1 × 5	5 × 2 × 6	5 × 3 × 3	5 × 3 × 3	5 × 3 × 3	2 × 1 × 2	3 × 2 × 2
Горелки	4	8	5	6	4	5	4	0	1
Проволока из красного камня	11	18	5	6	10	9	7	0	0
Повторители	0	0	0	0	0	0	1	2	4
Триггер	Низкий уровень	Rising Edge	Высокий уровень	Высокий уровень	Низкий уровень	Высокий уровень	Низкий уровень	Высокий уровень	Rising Edge
Выход изолирован?	№	№	№	№	№	№	Есть	Есть	Да
Вход изолирован?	Есть	Есть	C Только	C Только	Есть	Есть	№	Есть	Да

Дизайн	А	С	D	E
Размер	9 × 2 × 11	7 × 4 × 5	5 × 2 × 7	14 × 10 × 1
Горелки	12	11	8	10
Редстоун	30	23	16	24
Повторители	0	0	6	6
Доступный Q̅?	№	Есть	Есть	Нет
Триггер	Кромка	уровень	Кромка	Край

Конструкция	А	B	D	E	Дж	К	M	O
Размер	7 × 9 × 3	5 × 6 × 3	1 × 7 × 6	1 × 11 × 7	3 × 7 × 3	3 × 7 × 3	1 × 7 × 3	3 × 4 × 4
Проволока из красного камня	28	14	9	13	11	9	0	2
Горелки	10	4	7	12	5	5	1	3
Повторители	0	0	0	1	3	2	3	0
Прочие устройства	нет	1 СП	нет	нет	нет	нет	2 СП	2-пол.
Вход изолирован?	Есть	Есть	Есть	Есть	Есть	Есть	Есть	Нет
Выходы изолированы?	№	№	№	№	Q̅ только	№	Есть	Нет
Q̅ есть в наличии?	№	№	№	№	Есть	№	№	Нет
Триггер	восходящий	восходящий	восходящий	восходящий	восходящий	восходящий	восходящий	падение
Задержка	4				3	4	3	1
Время цикла
Прочее		БАД					наклонный

Конструкция	L1	L2	L3	L4	L5	L6
Размер	3 × 6 × 3	3 × 5 × 2	3 × 4 × 2	3 × 3 × 3	3 × 4 × 3	4 × 4 × 2
Проволока из красного камня	4	6	2	2	4	4
Горелки	4	2	2	1	2	2
Повторители	4	3	3	3	4	4
Прочие устройства	1 СП	нет	нет	1 СП	нет	нет
Вход изолирован?	Есть	Есть	Есть	Есть	Есть	Да
Выходы изолированы?	Есть	Есть	Есть	Есть	Q̅ только	Нет
Q̅ есть в наличии?	Есть	№	№	№	Есть	Да
Триггер	восходящий	восходящий	высокая	падение	восходящий	рост
Задержка		3	5	2	4 (Q̅)	4
Время цикла					6

Конструкция	Z1	Z2	Z3	Z4	Z5
Размер	3 × 3 × 3	3 × 5 × 3	1 × 6 × 5	3 × 5 × 3	1 × 5 × 4
Проволока из красного камня	4	4	4	4	2
Горелки	2	3	3	3	2
Повторители	1	2	2	2	2
Прочие устройства	1 СП	1 СП	1 СП	1 СП	1 СП
Вход изолирован?	Есть	Есть	Есть	Есть	Да
Выходы изолированы?	Есть	Есть	Есть	Есть	Да
Q̅ есть в наличии?	№	№	№	№	Нет
Триггер
Задержка
Время цикла