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Divers QCC 2018 épisode 6 : Matrices

New postby critor » 26 Jul 2018, 00:04

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Quelle Clignotrice Choisir 2018 - Episode 6
Matrices


Les matrices sont des tableaux de nombres que l'on étudie notamment en Spécialité Mathématiques des Terminales S et ES.
Mais tous les modèles ne gèrent pas le calcul matriciel. Voyons cela ensemble aujourd'hui, et notamment ce que donne la NumWorks après une année de mises à jour.


Sommaire :
  1. Tests
  2. Scores



1) Tests :Go to top

Les Casio Graph 35+E, Casio Graph 75+E et Casio Graph 90+E disposent de 26 variables dédiées aux matrices, Mat A à Mat Z, acceptant jusqu'à 65 lignes de 65 colonnes.
Cette limite est globale, puisqu'une seule variable matrice pourra atteindre ces dimensions.
L'éditeur affiche simultanément 5 lignes de 4 colonnes, et sur l'écran de calculs ce sera jusqu'à 6 lignes de 6 colonnes.
Malheureusement, l'écriture naturelle n'est pas du tout intégrée à l'éditeur. :(
Le moteur de calcul exact semble lui aussi fort mal intégré à l'éditeur, les résultats exacts étant limités aux seules fractions. :(
Précisons de plus qu'il n'est actif que pour la valeur sélectionnée.
Par contre, les valeurs exactes ne sont pas perdues pour autant, et seront retrouvées à l'écran de calcul. :)
Les matrices acceptent même les nombres complexes ! :bj:

La Casio Graph 25+E pour sa part ne gère pas du tout les matrices. :mj:

Sur Casio fx-CP400+E, il n'y a pas d'éditeur dédié aux matrices. La saisie s'effectue sur la ligne de calcul, avec l'avantage d'une intégration correcte des moteurs d'écriture naturelle et de calcul exact/CAS. :bj:
L'affichage permettra de visualiser simultanément jusqu'à 17 lignes de 12 colonnes.
Les matrices sont limitées cette fois-ci à 55 lignes de 55 colonnes.
De façon conforme à l'esprit du nouveau programme de Seconde 2017, il n'y a pas de variables spécifiques. N'importe quel nom de variable peut être défini de type matrice, ce qui outre la quantité accrue donne également toute liberté de nommage pour mieux s'adapter à chaque problème ! :bj:

Sur HP Prime, c'est assez étrange... et pas vraiment satisfaisant.
Nous retrouvons un éditeur dédié aux matrices, pourquoi pas, qui affichera simultanément jusqu'à 10 lignes sur 4 colonnes. Il est préchargé avec 10 noms de variables dédiées aux matrices, M0 à M9.
Si la saisie en écriture naturelle est certes gérée, les valeurs exactes seront immédiatement perdues pour être remplacées définitivement par des valeurs numériques approchées.
Il ne semble pas être possible d'ajouter de nouvelles matrices directement depuis cet éditeur.
Par contre, sur la ligne de saisie des applications de calcul numérique et CAS, on peut définir n'importe quel nom de variable en tant que matrice, avec cette fois-ci un affichage simultané allant jusqu'à 9 lignes et 20 colonnes.
A partir de là, ces nouvelles matrices seront listées dans l'éditeur, avec une mention spécifique pour celles définies dans l'application CAS.
En apparence, l'éditeur affichera les matrices CAS avec leurs valeurs exactes et formelles, mais sans écriture naturelle.
En pratique, contrairement à l'application tableur cela ne relève pas d'un travail d'intégration du moteur CAS à l'éditeur. C'est juste un mode de fonctionnement totalement différent de celui des matrices numériques, avec blocage de toute évaluation comme l'on s'en rend compte aisément en saisissant de nouvelles valeurs depuis l'éditeur.
Par contre, il ne semble pas y avoir ici de limite arbitraire pour la taille des matrices, à part la quantité de ressources système. Elles peuvent apparemment être aussi grandes que l'on veut, faut-il juste être patient. :bj:

La Lexibook GC3000FR n'est clairement pas dans la matrice.
Le dos de l'emballage nous baratine en parlant d'une mystérieuse "mémoire matricielle", ce qui n'a visiblement rien à voir avec les matrices mathématiques. De là à dire que la formulation a été choisie exprès pour tromper les acheteurs... :mj:
Il faut d'ailleurs n'avoir pas froid aux yeux pour oser employer le mot 'mémoire' au sujet de cette... chose. :troll:

La NumWorks dispose de 10 variables dédiées aux matrices, M0 à M9. Cela peut varier en fonction des dimensions de la matrice, mais elles semblent pouvoir accepter jusqu'à 63 cellules.
La saisie s'effectue sur la ligne de calcul, avec l'avantage d'une intégration correcte du moteur d'écriture naturelle. :bj:
Toutefois, les résulats ne profitent ni du moteur de calcul symbolique, ni même du calcul exact. Toute saisie exacte/symbolique sera définitivement perdue dès la première évaluation. :'(
Notons par contre que les matrices ont le mérite d'accepter les nombres complexes, contrairement à d'autres modèles ! :bj:

Sur TI-82 Advanced et TI-84 Plus-T, 10 variables spécifiques [A] à [J] sont réservées aux matrices, avec un maximum pour chacune de 20 lignes et 20 colonnes.
L'éditeur de matrices affiche simultanément 7 lignes et 3 colonnes.
En tant que résultat on peut visualiser simultanément jusqu'à 6 lignes et 8 colonnes.
Le moteur de calcul fractionnaire est correctement intégré dans les deux cas.
L'affichage naturel n'est toutefois pas géré dans l'éditeur.
Les nombres complexes sont de plus refusés.

Sur TI-84 Plus CE-T, l'écriture naturelle est cette fois-ci correctement gérée dans l'éditeur, aussi bien pour la saisie que l'affichage ! :bj:
Toutefois, la même limite de 20 lignes par 20 colonnes se fait cette fois-ci cruellement sentir, une unique matrice ne permettant plus de coder un simple moteur de déplacement sur l'écran texte ayant cette fois-ci bien plus de caractères. :mj:

Sur TI-83 Premium CE on profitera en prime du moteur de calcul exact complet, aussi bien pour l'éditeur que pour les résultats. :bj:

Sur TI-Nspire CAS TouchPad et TI-Nspire CX CAS il n'y a pas d'éditeur ou de variables dédiés et on retrouve les avantages correspondant à ce contexte. :bj:
L'affichage permettra de visualiser simultanément 11 colonnes sur 10 lignes et demie.
En interne, les matrices sont limitées à 180 lignes et 180 colonnes.

Sur TI-Nspire, TI-Nspire TouchPad et TI-Nspire CX, les résultats en écriture naturelle exacte seront bien évidemment limités aux seules fractions.


2) Scores :Go to top

Image

Les bons choix :
Au-delà du haut de gamme qui se détache nettement, l'ensemble des modèles de milieu de gamme sont également de très bons choix, avec pour chacun des qualités spécifiques. :bj:

Les mauvais choix :
Si tu envisages la spécialité Mathématiques et/ou la poursuite d'études supérieures dans les domaines scientifique ou économique, évite les modèles Casio Graph 25+E et Lexibook GC3000FR ignorant ce que sont les matrices, et dans une moindre mesure les modèles TI-82 Advanced, TI-84 Plus T et TI-84 Plus CE-T un peu faiblards. :#non#:
Link to topic: QCC 2018 épisode 6 : Matrices (Comments: 7)

TI-Nspire Prototype TI-Nspire N3-DVT1 avec OS 3.0.0.1217

New postby critor » 25 Jul 2018, 12:52

Aujourd'hui le chinois comsmy, grand amateur et revendeur de prototypes TI-Nspire, nous a dégoté un nouveau prototype TI-Nspire.

Son numéro de série est N3-DVT1-085, et il est équipé de l'OS de développement 3.0.0.1217.

Cet OS dispose toujours de l'éditeur de thème déjà remarqué dans la version de développement 3.0.0.621 du 4 octobre 2010, et qui sera supprimée avant la sortie de la version de production 3.0.1.1753 du 24 mars 2011.

Nous y remarquons également déjà l'abandon du thème TI-Nspire CX en niveaux de gris, pour le thème simplifié/constrasté dédié aux modèles monochromes que nous connaissons.

Comsmy s'est même donné la peine de dumper l'OS, par envoi sur une autre machine et interception du fichier de réception temporaire via un programme Ndless que nous lui avons communiqué.

Si bien que l'on peut le tester sur émulateur, et en récupérer le log de démarrage :
Beginning system initialization.
Clocks: CPU = 120 MHz AHB = 60 MHz APB = 30 MHz

Preparing file system. This takes a while...
POSIX layer initialized.
POSIX "NULL" device initialized.
POSIX "CONSOLE" device initialized.
Datalight Reliance v2.10.1150
Copyright (c) 2003-2006 Datalight, Inc.
Datalight FlashFX Pro v3.00 Build 1358
Nucleus Edition for ARM9
Copyright (c) 1993-2006 Datalight, Inc.
Patents: US#5860082, US#6260156.

POSIX file system initialized.
File system ready.
* P3 mode battery door detection
System build date: Jan 4 2011, 01:23:32
Available memory: 15260764 bytes
Purging temporary files...
Launching system...
Created Execution Context
NavNet Ready.
BOOT2 updater: error -2


Nous y relevons notamment sa date de compilation bien évidemment intermédiaire, 4 janvier 2011.



Enfin, petit tour dans la machine que Comsmy a ouverte pour nous. Elle utilise :
  • une carte mère N3_MB_DVT1_4420
  • une carte écran N1/N3_LB_DV1_2420

On note la présence sur la carte mère du connecteur J04/JTAG.

Nous sommes également très surpris, par 4 fils rajoutés qui semblent relier directement le port mini-USB à la carte mère... Mais qu'est-ce qu'ils ont encore fabriqué chez TI ? :#roll#:


Téléchargements :
Link to topic: Prototype TI-Nspire N3-DVT1 avec OS 3.0.0.1217 (Comments: 15)

TI-Nspire Dumping firmware TI-Nspire TestBoard (JTAG)

New postby critor » 22 Jul 2018, 22:24

9735Dans un article précédent, nous découvrions la TI-Nspire TestBoard, carte se branchant sur le connecteur J04 des TI-Nspire ClickPad.

Nous avons pu vérifier que cette carte offrait :
  • un bouton reset pour redémarrer la calculatrice sans besoin de la retouner
  • l'accès en lecture et écriture au port série de la calculatrice via un connecteur standard DB9

La carte dispose aussi de deux connecteurs JTAG, J01 et J05. Nous supposions que :
  • J01 à 13 broches était pour la prise de contrôle du processeur ARM de la calculatrice
  • J05 à 14 broches était pour la prise de contrôle du processeur MSP430 de la carte

La complexité électronique de cette carte nous avait par contre paru surprenante, avec son propre processeur MSP430. Nous avions deux hypothèses pour expliquer cela :
  • soit le firmware de la carte d'une façon ou d'une autre activait le JTAG de la calculatrice
    (c'est-à-dire qu'une connexion directe d'une interface JTAG générique aux bornes du connecteur J04 de la calculatrice ne fonctionnerait pas, contrairement à la HP Prime)
  • soit le firmware effectue une double conversion entre le protocole JTAG pour l'interface à connecter sur J01, et possiblement un protocole propriétaire côté calculatrice



974597449743Aujourd'hui, continuons à explorer cette carte. Pour cela, nous allons nous munir d'une interface JTAG ciblant le processeur MSP430, la MSP430-JTAG-TINY-V2 de chez Olimex conseillée par Lionel Debroux et que voici ci-contre.

La boîte contient donc :
  • l'interface JTAG avec :
    • une prise USB-B femelle
    • un connecteur JTAG mâle avec 2×7=14 broches et muni d'un détrompeur
    • un voyant vert/rouge (prêt/occupé)
  • une nappe 2×7=14 fils femelle-femelle avec détrompeurs



97479746La connexion de la nappe à l'interface est sans danger grâce aux détompeurs.

Par contre, le connecteur J05 de la carte TI-Nspire TestBoard n'a pas de détrompeur. Il faut donc bien faire attention au sens de connexion de la nappe, avec ici le fil rouge du côté des broches numérotées 1 et 2. :warning:



Niveau logiciel, pour éviter de se lancer dans de lourdes installations, on peut opter pour la solution légère du Olimex MSP430-programmer. Dans ce cas par contre il faudra bien installer ou basculer sur les pilotes FTDI, Windows n'intégrant pas de pilote compatible avec ce logiciel.

Une fois lancé il ne nous reste alors plus qu'à préciser la bonne référence de puce, MSP430F2111 comme vu dans l'article précédent.

C'est important, car les adresses ciblées pour les zones données et firmware ne sont pas les mêmes. Ici avec cette puce ce sera :
  • 0xF800-FFFF (2Kio) pour le firmware
  • 0x1000-10FF (256 octets) pour la zone de donnés



9748Plus qu'un clic sur le bouton Read et voilà, le firmware de la TI-Nspire TestBoard est dumpé ! :bj:
Il est même identique sur les 3 cartes dont nous disposons.

Il va maintenant falloir comprendre ce qu'il fait pour pouvoir répondre à nos interrogations. Parles-tu MSP430 ? ;)




Téléchargement : firmware TI-Nspire TestBoard
Link to topic: Dumping firmware TI-Nspire TestBoard (JTAG) (Comments: 0)

TI-Nspire Prototype Nspire CAS avec versions 1.1.4797 de décembre 2006

New postby critor » 22 Jul 2018, 20:58

Les plus anciennes versions TI-Nspire ASIC connues et récupérées sur des prototypes à ce jour étaient :
  • Boot1 : 1.1.6818 du 4 février 2007
  • Boot2 : 1.1.6818 du 4 février 2007
  • OS CAS : 1.1.6925 du 8 février 2007
  • OS non-CAS : 1.1.7320 du 26 février 2007
  • Diags: 1.1.7387 du 13 février 2007

Mais aujourd'hui le chinois comsmy, grand amateur et revendeur de prototypes TI-Nspire, nous a dégoté un prototype TI-Nspire CAS assez spécial.

Ce qui est surprenant, ce n'est pas le nom de modèle en TI-XXXXXXXXXXX, ni l'autocollant commençant par P1R2 apposé par dessus.

Par contre, une fois allumée cette machine nous accueille avec le message Factory image found. Press 'I' to install.
C'est-à-dire que son OS était préchargé en mémoire, mais pas installé.
Si ce message est habituel pour les utilisateurs d'émulateurs TI-Nspire, il est totalement anormal sur une vraie machine déjà sortie d'usine. :#non#:

Ce n'est pas la seule anomalie puisque le clavier diffère également de sa version finale, notamment avec la présence d'une touche
apps
! :o

Or, les prototypes TI-Nspire ASIC DVT1.2 et DVT2.0 disposaient bien du clavier final. Peut-être s'agit-il d'un DVT1.0 ?

Quoi qu'il en soit, Adriweb a pris le temps de te noter ci-contre toutes les différences.




Une fois donc l'OS préchargé installé, nous arrivons à l'écran à propos qui nous réserve bien des surprises.

D'une part, record battu puisque nous avons ici les Boot1, Boot2 et OS dans la version 1.1.4797 compilée le 6 décembre 2006 ! :bj:

Le Product ID est également anormal, avec un numéro de série nul passé le 0C identifiant le modèle TI-Nspire CAS. :o

Mais aussi, notons le nom du modèle affiché en TI-Nspire CAS+, alors que nous ne sommes ici plus sur la technologie OMAP mais ASIC. :o
Probablement que le changement de nom de modèle par rapport aux prototypes TI-Nspire (CAS)+ produits en 2006 avec processeur OMAP n'avait pas encore été arrêté ou effectué.

TI-Nspire Premiers contacts TI-Nspire TestBoard (JTAG)

New postby critor » 20 Jul 2018, 15:50

Au printemps 2017, parrotgeek1 trouvait sur eBay un lot de prototypes TI-Nspire assez particuliers, acheté peu après par Brandon Wilson.

Pas de simples prototypes prêtés à des enseignants/testeurs avant la sortie, mais des machines utilisées par l'équipe de développement de Texas Instruments et ayant miraculeusement échappé à la destruction. :o

Cet été, le lot en question est en vacances chez nous, et nous allons donc en profiter pour lui arracher jusqu'à son dernier secret. :bat:

Aujourd'hui, faisons connaissance avec la carte JTAG TI-Nspire TestBoard.



97349735Au nombre de trois, ces cartes identiques ont pour référence ASIC_PROD_TESTBOARD_2412.

La seule distinction semblent être le jumper J02 qui est absent ou présent selon les cartes, mais nous n'avons pu noter de différence fonctionelle.

97419739La carte se connecte au dos des TI-Nspire (CAS) ClickPad, du moins pour les prototypes et modèles de développement disposant bien du connecteur J04 à 30 broches et de la fente y donnant accès.

Il faut bien faire attention au sens de connexion indiqué via la numérotation des broches des deux connecteurs, car il n'y a pas de détrompeur. :warning:

Notons que la carte ne convient probablement pas aux TI-Nspire (CAS)+ / TI-Phoenix 1, qui bien que partageant le même connecteur J04 n'ont pas de processeur ASIC comme indiqué mais OMAP. :#non#:

Elle ne convient pas non plus aux TI-Nspire (CAS) TouchPad, TI-Nspire CM (CAS) et TI-Nspire CX (CAS), leur connecteur J04 étant différent et plus petit. :#non#:



90859735Outre le jumper donc, la carte dispose d'un mystérieux bouton poussoir S1 dont nous découvrons vite le rôle; il permet de faire redémarrer la calculatrice. Fort pratique puisque cela évite d'avoir à retourner la calulatrice, et donc de risquer de débrancher la carte par erreur. :bj:
L'absence d'accès au bouton reset est justement un défaut de notre interface TI-Nspire Navigator Cradle modifiée.

Techniquement nous avons vérifié, il n'y a aucune connexion entre les broches J04 et les contacts du bouton reset de la calculatrice. Cela implique que c'est donc un signal envoyé au processeur, ce qui serait moins facile à reproduire pour les bricoleurs.



97429738La carte dispose aussi d'un port série DB9 femelle. Une fois correctement connectée sur une interface USB/RS232, on a bien accès en lecture et écriture au port série de la calculatrice.
Plus besoin, du moins pour ceux qui ont la chance de disposer de cette carte, de s'embêter à faire tenir plus ou moins bien des fils sur le port J01/Dock de la calculatrice, ou de se donner la peine comme nous de récupérer et modifier un TI-Nspire Navigator Cradle. :bj:

Ici pas de suprise sur le plan technique, la documentation du connecteur J04 précisant bien qu'il inclut les sortie et entrée série sur ses broches 24 et 26, reliées donc elles-mêmes aux broches 24 et 23 du connecteur J01/Dock de la calculatrice.



9735Enfin, la carte présente bizarrement non pas un mais deux connecteurs JTAG :
  • un connecteur J01 à 13 broches, ce qui est plausible pour le processeur ARM de la TI-Nspire, et crédibilisé par les longues pistes le reliant au connecteur J04 pour la calculatrice
  • un connecteur J05 à 14 broches



974097369737
Mais le mystère est vite résolu en retournant la carte. Elle n'est pas aussi simple que ce que l'on pouvait croire, s'articulant autour de deux puces :
  • une SP3220 qui s'occupe de la communication série déjà abordée avec la conversion entre le TTL (3 Volts) de la calculatrice et le RS232 (5 Volts) de l'ordinateur
  • et une 430F2111 qui est une puce regroupant :
    • un processeur Texas Instrumnts MSP430
    • 128 octets de RAM
    • 1+256 kilooctets de Flash

Le connecteur JTAG J05 à 14 broches est donc destiné à prendre le contrôle du processeur MSP430 de la carte, peut-être à des fins de reprogrammation de son firmware.



Une telle complexité est surprenante.
Rappelons que dès 2007 ExtendeD avait exploré le port J04 à la recherche justement de JTAG, et n'y avait rien trouvé d'autre que l'accès au port série.
Donc soit le protocole de recherche/test était mauvais...
Soit cela voudrait dire autre chose de bien plus énorme qui ne serait pas surprenant quand on sait combien Texas Instruments a à coeur la sécurité de ses TI-Nspire...
Peut-être que le firmware exécuté par le pocesseur MSP430 de la carte, d'une façon ou d'une autre, active le JTAG de la calculatrice. Ce qui impliquerait justement que contrairement à la HP Prime la connexion directement à la calculatrice d'une interface JTAG standard, aux broches J04 à identifier en suivant les pistes plus haut, ne fonctionnerait pas.



Quoi qu'il en soit, à bientôt pour la première connexion JTAG ! ;)
Link to topic: Premiers contacts TI-Nspire TestBoard (JTAG) (Comments: 1)

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