Procesory rodziny Intel
|
|
- Kajetan Olszewski
- 9 lat temu
- Przeglądów:
Transkrypt
1 Bibliografia: Urządzenia techniki komputerowej, K. Wojtuszkiewicz pl.wikipedia.org Procesory rodziny Intel
2 Podstawowe własnow asności procesora Pentium
3 Podstawowe własności procesora Pentium 64 bitowa magistrala danych i 32 bitowa magistrala adresowa. Praca w trzech trybach 1. tryb rzeczywisty 2. chroniony tryb wirtualny 3. tryb wirtualny 8086
4 Podstawowe własności procesora Pentium Sprzętowe mechanizmy ułatwiające projektowanie systemów operacyjnych, wspomagające: 1. pamięć wirtualną 2. pamięć wielozadaniową 3. ochronę zasobów Architektura superskalarna: 1. praca potokowa 2. dwa potoki przetwarzania instrukcji stałoprzecinkowych Przewidywanie realizacji rozgałęzień programu
5 Podstawowe własności procesora Pentium Segmentacja i stronicowanie pamięci Wewnętrzna jednostka arytmetyki zmiennoprzecinkowej pracująca w trybie potokowym Dwie wewnętrzne, rozdzielone pamięci podręczne (cache) 1. pamięć cache dla danych (ang. data cache) 2. pamięć cache dla kodu programu (ang. code cache, instruction cache) Możliwości współpracy z pamięcią cache drugiego poziomu
6 Schemat blokowy procesora Pentium
7 Schemat blokowy procesora Pentium Data cache Code cache MMU Stronicowanie Data TLB Stronicowanie Code TLB DB 64 AB CB 32 BIU Układ generacji adresu Potok U Potok V ALU potoku U Rejestry ALU potoku V Prefetcher + BTB Potok U Kolejka (64 B) Dekoder poziom 1 poziom 2 Potok V Kolejka (64 B) NPU Układ sterowania ROM
8 Schemat blokowy procesora Pentium - opis Data cache blok pamięci przeznaczony do przechowywania danych i wyników działania programu. Code cache blok pamięci zawierający kody instrukcji wykonywanego programu Zastosowanie rozdzielonych pamięci danych i programu umożliwia jednoczesne pobieranie kodu instrukcji i zapis/odczyt danych.
9 Schemat blokowy procesora Pentium - opis Prefetcher (układ wstępnego pobierania instrukcji) ma za zadanie wcześniejsze pobieranie kodów instrukcji programu i umieszczanie ich w kolejce rozkazów. BTB bufor rozgałęzień (ang. Branch Target Buffer) jest częścią układu przewidywania realizacji rozgałęzień. Potok U i V układy przetwarzające instrukcje potokowo, tzn. w ustalonej kolejności.
10 Schemat blokowy procesora Pentium - opis Dekoder układ dekodowania instrukcji, zawiera dwa dekodery, osobny dla potoku U i osobny dla potoku V. Współpracują one z kolejkami rozkazów wypełnianymi przez układ prefetchera. Układ generacji adresu służy do generowania adresu fizycznego zarówno w trybie rzeczywistym, jak i chronionym. MMU jednostka zarządzania pamięcią współpracująca z układem generacji adresu w trybie chronionym.
11 Schemat blokowy procesora Pentium - opis Układy stronicowania TLB (ang. Translation Look-aside Buffer) umożliwiają efektywną obsługę pamięci w trybie stronicowania Blok wewnętrznego koprocesora arytmetycznego NPU realizuje wszelkie operacje arytmetyki zmiennoprzecinkowej. BIU jednostka sterowania magistralami, zapewniająca komunikację procesora z otoczeniem.
12 Magistrale zewnętrzne procesora Pentium
13 Magistrale zewnętrzne procesora Pentium Procesor ma 64-bitową magistralę danych i 32 bitową magistrale adresową Magistrale danych można traktować jako zestaw ośmiu ścieżek bajtowych (8 bitowych). Można nią przesyłać dane 8, 16, 24, 32, i 64-bitowe. Przesyłanie może następować po dowolnym zestawie ścieżek, pod warunkiem że ścieżki te przylegają do siebie. Przesyłanie 24 bitowe będzie występować w przypadku przesyłania dwusłowa (słowa 32- bitowego) położonego na granicy czterosłowa.
14 Magistrale zewnętrzne procesora Pentium Do magistrali adresowej należą wyprowadzenia A31-A3 oraz BE7#-BE0#. Wewnątrz procesora generowany jest 32-bitowy adres A31-A0. Na zewnątrz wyprowadzane są jednak tylko bity A31-A3. Wybierają one określone czterosłowy (8-bajtów). Pozostałe bity adresu oraz wielkość przesyłanej danej decydują o tym, które sygnały BEx# zostaną uaktywnione. Powoduje to uaktywnienie określonych bajtów czterosłowa i przesłanie ich odpowiadającymi im ścieżkami magistrali danych.
15 Magistrale zewnętrzne procesora Pentium
16 Magistrale zewnętrzne procesora Pentium
17 Blok sterowania magistralami (BIU)
18 Blok sterowania magistralami (BIU) W bloku sterowania magistralami możemy wyróżnić następujące układy: bufor magistrali danych (transcivery) układy wejściowe i wyjściowe magistrali adresowej bufory zapisu układy sterowania rodzajem cyklu magistrali (standardowy lub burst)
19 Blok sterowania magistralami (BIU) sygnały sterowania dostępem do magistral układy komunikacji z zewnętrzną pamięcią cache sygnały komunikacji z wewnętrzną pamięcią cache układy generacji i kontroli parzystości
20 Część wykonawcza
21 Część wykonawcza Część wykonawcza zawiera dwie 32-bitowe jednostki arytmetyczno logiczne i zestaw współpracujących z nią rejestrów. Tworzą one następujące grupy:
22
23 Część wykonawcza 1. Rejestry ogólnego przeznaczenia EAX, EBX, ECX, EDX, EBP, EDI, ESI, ESP. Są to rejestry 32-bitowe, jednak każdy z nich zawiera rejestry AX, BX, CX i DX będące rejestrami 16-bitowymi. Każdy z nich może być z kolei używany jako dwa oddzielne rejestry 8-bitowe. Noszą one wówczas przykładowo oznaczenia AH, AL., BH, BL. Każdy z wymienionych rejestrów może zawierać dane, na których wykonujemy obliczenia (czyli operandy) oraz wyniki obliczeń.
24 Część wykonawcza Ponadto poszczególne rejestry pełnią pewne dodatkowe funkcje. EAX jest akumulatorem pośredniczy w wymianie informacji z układami wejścia / wyjścia EBX (ang. base register) może być używany jako rejestr bazowy w adresowaniu pośrednim ECX (ang. Count register) może pełnić rolę licznika w instrukcji pętli
25 Część wykonawcza Rejestry EBP zwany wskaźnikiem bazy (ang. base pointer) oprócz przechowywania danych i wyników, umożliwia operacje na stosie bez zmiany zawartości rejestru ESP. Jest to wykorzystywane do przekazywania poprzez stos argumentów do funkcji w języku C czy Pascal
26 Część wykonawcza Rejestry ESI i EDI pełnią dodatkowe funkcje przy operacjach na łańcuchach danych. Rejestr ESI (ang. source index) zawiera adres źródła, a EDI (ang. destination index) zawiera adres docelowy dla danych przy operacjach łańcuchowych. ESP (ang. stack pointer) jest wskaźnikiem stosu
27 Część wykonawcza FLAGS rejestr flagowy składający się z flag : stanu, kontrolnych i systemowych Rejestry CR0, CR2 CR4 są rejestrami sterującymi pracą określonych układów procesora (na przykład trybem pracy procesora, sposobem pracy pamięci cache, włączaniem bądź wyłączaniem stronicowania).
28 Część wykonawcza Rejestry DRx są rejestrami uruchomieniowymi (ang. Debug Register). Umieszczone są w nich adresy pułapek oraz ich status. Rejestry TRx są rejestrami wspomagającymi testowanie procesora. Rejestry TR6 i TR7 służą do testowania układu TLB, natomiast rejestry TR3 TR5 są używane do testowania wewnętrznej pamięci cache.
29 Część wykonawcza Rejestry MCAR i MCTR służą obsłudze błędnych cykli magistrali. Rejestr MCAR (ang. Machine Check Address Register) zawiera adres nieudanej operacji, zaś rejestr MCTR (ang. Machine Check Type Register) jej typ. W skład części wykonawczej wchodzą też dwie jednostki arytmetyczno-logiczne. Podobnie jak potoki, oznaczone są one także literami U i V. Wykonują operacje logiczne oraz stałoprzecinkowe operacje arytmetyczne dla potoków U i V.
30 Praca procesora Pentium w trybie rzeczywistym
31 Praca procesora Pentium w trybie rzeczywistym W trybie rzeczywistym procesor Pentium, podobnie jak wszystkie poprzednie procesory tej rodziny, zachowuje się jak bardzo szybki procesor Jedyną różnicą jest obecność fizycznej linii adresowej A20, powodującą brak zawijania się adresu dla tego procesora.
32 Układ generacji adresu fizycznego
33 Układ generacji adresu fizycznego w trybie rzeczywistym Rejestr segmentowy 0000 Adres efektywny 0 CS = IP = CS IP Σ AF AF = Adres fizyczny lub heksadecymalnie B2D F 3 B6EC3 jedno zero hex odpowiada czterem zerom binarnym
34 Układ generacji adresu fizycznego w trybie rzeczywistym Wszystkie rejestry procesorów 8086/88 były 16 bitowe i taką szerokość miała też magistrala danych. Natomiast magistrala adresowa była 20-bitowa. Wymagało to układu, który na podstawie 16-bitowych wartości pozwoliłby wygenerować 20-bitowy adres. 20-bitowy adres fizyczny obliczany jest jako suma dwóch składników: zawartości jednego z rejestrów segmentowych przemnożonej przez 16 (zawartości do której dopisano 4 zera w zapisie binarnym) oraz tak zwanego adresu efektywnego wynikającego z aktualnie wykonywanego fragmentu rozkazu i używanego trybu adresowania.
35 Zestaw rejestrów segmentowych: CS rejestr segmentu programu DS rejestr segmentu danych SS rejestr segmentu stosu ES, GS, FS rejestry dodatkowych segmentów danych.
36 Układ generacji adresu fizycznego w trybie rzeczywistym Każdy program może mieć cztery rodzaje segmentów. Segmenty te mogą być rozłączne lub mogą się częściowo, lub całkowicie pokrywać Interpretacja takiego sposobu generowania adresu fizycznego jest prosta. (patrz rysunek)
37 Interpretacja adresowania pamięci w trybie rzeczywistym Adres 00000h Początek segmentu (zawartość rejestru segmentowego * 16) 1 MB 64 kb przesunięcie (adres efektywny) adresowana komórka pamięci okno, przez które widziana jest pamięć FFFFFh Pamięć
38 Układ generacji adresu fizycznego w trybie rzeczywistym Zawartość rejestru segmentowego przemnożona przez 16 podaje nam adres początkowy danego segmentu w pamięci. Od tego początku odsuwamy się o ilość komórek podaną w adresie efektywnym. Ponieważ adres efektywny jest liczbą 16- bitową, maksymalna odległość odczytywanej komórki od początku segmentu wynosi B (bitów) 64 KB. Pamięć jest więc widziana przez procesor poprzez okno wielkości 64 KB. Okno to można przesuwać, przeładowując rejestry segmentowe, jednakże ze skokiem nie mniejszym niż 16 B.
39 Układ generacji adresu fizycznego w trybie rzeczywistym W ramach ustalonego okna komórkę, na której zostanie wykonana operacja, wybieramy przy pomocy adresu efektywnego. Wynikiem sumowania dwóch podanych wartości jest liczba 20- bitowa (bo do 16-bitowej wartości w rejestrze segmentowym dopisujemy 4 zera)
40 Układ generacji adresu fizycznego w trybie rzeczywistym Z metody generacji adresu fizycznego wynika też sposób podawania adresu określany jako segment (przesunięcie),stosowany w wielu programach. Adres fizyczny podajemy jako dwie liczby, które należy zsumować zgodnie z regułą tworzenia adresu fizycznego. Sposób ten wprowadza pewną niejednoznaczność, ponieważ ten sam adres można zapisać na wiele sposobów.
41 Układ generacji adresu fizycznego w trybie rzeczywistym Niejednoznaczność ta nie prowadzi do problemów, gdyż po pierwsze otrzymywany adres fizyczny jest w każdym przypadku taki sam, a po realnych sytuacjach w adresie segment (przesunięcie) podajemy zwykle rzeczywistą zawartość rejestru segmentowego, co jednoznacznie określa także przesunięcie.
42 Układ generacji adresu fizycznego w trybie rzeczywistym Do rejestrów segmentowych mogą być ładowane dowolne wartości, co pozwala na różnorodne ustawienie segmentów względem siebie.
43 Przykładowe rozmieszczenie segmentów w pamięci Adres A000 CS=2A00h DS=41FFh 41FF0 Segment programu Segment danych SS=4FFFh ES=4FFFh 4FFF0 Segment stosu i dodatkowy nałożenie się adresów
44 Układ generacji adresu fizycznego w trybie rzeczywistym O tym który segmentowy zostanie użyty do obliczenia adresu fizycznego, decydują określone reguły: Nazwa rejestru IP SP BP pozostałe e rejestry DI dla operacji łańcuchowych Domyślny rejestr segmentowy zawsze CS zawsze SS SS DS ES
45 Praca procesora w trybie chronionym
46 Chroniony tryb wirtualny (ang. protected virtual mode). W trybie tym procesor wykorzystuje swoje pełne możliwości. Używa 32 bitów adresu, co pozwala zaadresować 4 GB fizycznej pamięci. Ponadto dostępne są sprzętowe mechanizmy wspomagające obsługę pamięci wirtualnej, pracy wielozadaniowej i ochrony zasobów. W trybie chronionym możliwe jest też użycie mechanizmu stronicowania przy adresowaniu pamięci.
47 Praca procesora Pentium w trybie chronionym pozwala na efektywne stosowanie (implementację) przez systemy operacyjne mechanizmów pamięci wirtualnej.
48 Logiczny model procesora
49 Logiczny model procesora 1. RISC - pochodzi od (ang. Reduced Instruction Set Computing) opisuje procesor zaprojektowany w taki sposób, że wykorzystywana jest zredukowana liczba instrukcji. RISC nie ma tak naprawdę zredukowanej listy instrukcji, ponieważ dzisiejsze procesory są bardzo złożone technologicznie.
50 Cechy procesorów RISC architektura odczytaj i zapisz w wysokim stopniu regularne instrukcje, które w łatwy sposób mogą przechodzić przez kanał wiele rejestrów rejestry, szyna danych i szyna adresowa o szerokości co najmniej 32 bitów (lub więcej)
51 Logiczny model procesora 2. CISC - pochodzi od (ang. Complex Instruction Set Computing) opisuje komputer zaprojektowany w taki sposób, że wykorzystywana jest ciągle wzrastająca liczba instrukcji i coraz większa złożoność. CISC dotyczy raczej starszych komputerów.
52 Co jest lepsze, RISC czy CISC? Z naukowego punktu widzenia odpowiedź jest prosta. Prawie każda główna architektura CPU opiera się na RISC, ale procesory rodziny 80x86 nie opierają się tylko na RISC i są zdecydowanie tańsze. Systemy CISC mają pewne zalety techniczne ponieważ mogą łączyć wiele instrukcji w jedną, czego nie potrafią systemy RISC.
53 Czy Pentium jest procesorem RISC czy CISC? W procesorze Pentium część instrukcji może być wykonywana równolegle w dwóch dostępnych kanałach. Tak więc można sądzić, że Pentium jest najlepsze zarówno w stosunku do procesorów RISC, jak i CISC. Jest to prawda, ale liczba rejestrów dostępnych na Pentium w znacznym stopniu ogranicza rozwój oprogramowania.
54 Restart procesora Pentium
55 Restart procesora Pentium Jednym z wejść magistrali sterującej mikroprocesora Pentium jest wejście RESET. Aktywny sygnał na tym wejściu powoduje wpisanie wartości początkowych do określonych rejestrów procesora i rozpoczęcie wykonywania programu od określonego, zawsze tego samego miejsca pamięci.
56 Restart procesora Pentium Restart procesora Pentium powoduje wpisanie do rejestrów wartości początkowych podanych w tabeli; Nazwa rejestru EFLAGS EIP CS CR0 EDX DR6 DR7 cache danych i kodu Wartość początkowa h 0000 FFF0h F000h h xxh FFFF 0FF0h h nieważne
57 Restart procesora Pentium Do pozostałych rejestrów wpisywane są wartości zerowe (CR2, CR3, CR4, SS, DS., ES, GS, FS, EAX, EBX, ECX, ESI, EDI, EBP, ESP, DR 0-DR 3, TR12) lub ich stan jest niezdefiniowany.
58 Restart procesora Pentium Z wartości wpisanych do rejestru CR0 wynika, że e procesor Pentium rozpoczyna pracę w trybie rzeczywistym. Jedną z bardzo ważnych konsekwencji takiego ustalenia wartości początkowych wpisywanych do rejestrów w jest adres miejsca w pamięci, z którego mikroprocesor pobierze pierwszą instrukcję do wykonania ( czyli miejsca, od którego rozpocznie pracę).
59 Restart procesora Pentium Oprócz wejścia RESET procesor Pentium posiada wejście oznaczone jako INIT. Wejście to zapewnia kompatybilność procesora Pentium z procesorem Wejście to umożliwia częściowy restart, który pozostawia nie zmienione wartości w obydwu wewnętrznych pamięciach cache, buforach zapisu BIU, rejestrach NPU. Nie są zmienione także wartości bitów CD i NW w rejestrze CR0, decydujące o stanie pamięci cache.
60 Praca potokowa
61 Praca potokowa W procesorze Pentium instrukcje wykonywane są potokowo. Praca potokowa (ang. pipelining), jest rozwinięciem koncepcji preftchingu. Polega ona na równoległym wykonywaniu kilku faz realizacji rozkazu.
62 Praca potokowa W procesorze Pentium instrukcje realizowane są w pięciu fazach. pobranie kodu instrukcji faza F wczytywany jest z pamięci kod instrukcji. pierwszy etap dekodowania instrukcji D1 ustalany jest rodzaj operacji oraz tryb adresowania
63 Praca potokowa drugi etap dekodowania instrukcji D2 obliczany jest adres efektywny argumentów, ewentualnie przygotowywane są argumenty natychmiastowe wykonanie E realizowany jest (jeśli jest konieczny) dostęp do pamięci i wykonywana jest żądana operacja zapis do rejestrów W rezultaty operacji zapisywane są w określonym rejestrze (jeżeli wymaga tego instrukcja).
64 Praca potokowa drugi etap dekodowania instrukcji D2 obliczany jest adres efektywny argumentów, ewentualnie przygotowywane są argumenty natychmiastowe wykonanie E realizowany jest (jeśli jest konieczny) dostęp do pamięci i wykonywana jest żądana operacja zapis do rejestrów W rezultaty operacji zapisywane są w określonym rejestrze (jeżeli wymaga tego instrukcja).
65 Technologia SL i sterowanie poborem mocy (SM)
66 Technologia SL i sterowanie poborem mocy (SM) Technologia SL została wprowadzona w procesorach przeznaczonych do pracy w komputerach typu notebok. Jej rozwiązania stosowane są obecnie we wszystkich procesorach rodziny 80x86.
67 Technologia SL - mechanizmy
68 Praca potokowa drugi etap dekodowania instrukcji D2 obliczany jest adres efektywny argumentów, ewentualnie przygotowywane są argumenty natychmiastowe wykonanie E realizowany jest (jeśli jest konieczny) dostęp do pamięci i wykonywana jest żądana operacja zapis do rejestrów W rezultaty operacji zapisywane są w określonym rejestrze (jeżeli wymaga tego instrukcja).
69 Technologia SL - mechanizmy system zarządzania poborem mocy SMM (ang. System Management Mode) wstrzymanie zegara procesora (sygnał STPCLK#) Auto-HALT automatyczne przejście procesora w stan niskiego poboru mocy po wykonaniu rozkazu HALT.
70 Technologia SL stany pracy
71 Technologia SL stany pracy wstrzymanie zegara rdzenia procesora (ang. Stop Grant State) następuje pod wpływem sygnału STPCLK#. Powoduje to częściowe obniżenie poboru mocy przez procesor. Wewnętrzny zegar procesora jest włączany po przejściu sygnału STPCLK# w stan nieaktywny.
72 Praca potokowa drugi etap dekodowania instrukcji D2 obliczany jest adres efektywny argumentów, ewentualnie przygotowywane są argumenty natychmiastowe wykonanie E realizowany jest (jeśli jest konieczny) dostęp do pamięci i wykonywana jest żądana operacja zapis do rejestrów W rezultaty operacji zapisywane są w określonym rejestrze (jeżeli wymaga tego instrukcja).
73 Technologia SL stany pracy wstrzymanie zegara zewnętrznego procesora (ang. Stop Clock State) następuje, gdy procesor znajduje się w stanie wstrzymania zegara wewnętrznego. W stanie wyłączenia zegara zewnętrznego pobór mocy jest najniższy. Auto-HALT powoduje automatyczne wstrzymanie zegara wewnętrznego po wykonaniu rozkazu HALT.
74 Pamięć wirtualna procesora
75 Hierarchia pamięci Mechanizm działania pamięci wirtualnej Pamięć wirtualna w procesorze Pentium Mechanizmy wspomagania pracy wielozadaniowej i ochrony zasobów Stronicowanie Pamięć podręczna (cache)
76 Hierarchia pamięci
77 W systemie mikroprocesorowym występuje kilka rodzajów pamięci. Główny podział to: pamięć masowa PM pamięć półprzewodnikowa PP
78 Pamięć masowa PM wszelkiego rodzaju pamięci na nośnikach magnetycznych: - dyski twarde - dyski elastyczne Pamięć półprzewodnikowa PP - wszelkiego rodzaju pamięci do zapisu i odczytu dynamicznego i statycznego oraz pamięci typu ROM.
79 Struktura hierarchiczna pamięci uwzględnia następujące czynniki: pojemność koszt jednego bitu czas dostępu
80 Mechanizm działania ania pamięci wirtualnej
81 Mechanizm pamięci wirtualnej pozwala traktować programom pamięć masowa jako przedłużenie pamięci operacyjnej
82 Mechanizmy działania pamięci wirtualnej Program żąda dostępu do określonej informacji podaje adres wirtualny Sprawdzana jest obecność poszukiwanej informacji w pamięci operacyjnej. (Informacja o obecności konkretnych bloków w pamięci operacyjnej przechowywana jest w specjalnej tablicy) W przypadku braku poszukiwanej informacji jest ona wczytywana z dysku, a odpowiednie pozycje w tablicach obsługujących pamięć wirtualną są modyfikowane
83 Mechanizmy działania pamięci wirtualnej Obliczany jest adres fizyczny miejsca przechowywania informacji w pamięci operacyjnej, czyli dokonywana jest translacja adresu wirtualnego na fizyczny. (Translacji tej dokonuje się także przy użyciu odpowiedniej tablicy). Poszukiwana informacja jest dostępna dla procesora, co zamyka cykl działania pamięci wirtualnej.
84 Mechanizmy działania tablicy deskryptorów
85 Mechanizmy działania tablicy deskryptorów Utworzenie tablicy deskryptorów Ilość pozycji w tablicy deskryptorów musi być równa ilości bloków w pamięci masowej (na jakie został podzielony program) Każdy deskryptor składa się z dwóch części: bitu obecności bloku i adresu bazowego (podaje w którym miejscu pamięci operacyjnej został umieszczony dany blok)
86 Adres wirtualny 7F0000h adres bazowy h przesunięcie + F0000h adres fizyczny 1F0000h Adresy pamięci h 0FFFFFh h 1FFFFFh 3 PAO 1 MB 1 MB Nr deskryptora Tablica deskryptorów Przykładowa zawartość tablicy deskryptorów 0
87 Pamięć wirtualna w procesorze Pentium
88 W procesorze Pentium w trybie chronionym zmienia się interpretacja zawartości rejestrów segmentowych Zawartość odpowiedniego rejestru segmentowego jest selektorem wybierającym odpowiednią pozycję w tablicy deskryptorów.
89 Układ dokonujący translacji adresu logicznego na adres fizyczny Pamięć 48-bitowy adres wirtualny Rejestr segmentowy Adres efektywny Deskryptor segmentu Selektor Przesunięcie Adres bazowy segmentu Tablica deskryptorów Operand 32-bitowy adres fizyczny Ɖ Procesor
90 Układ dokonujący translacji adresu logicznego na adres fizyczny - działanie Adres fizyczny obliczany jest jako suma adresu bazowego z odpowiedniej pozycji tablicy deskryptorów i wartości adresu fizycznego. Umieszczony zostaje w pamięci MMU (niedostępnej programowo) w celu przyśpieszenia dostępu do deskryptorów.
91 Co zawiera deskryptor segmentów Deskryptory segmentów zawierają takie informacje jak: a. wielkość segmentu b. adres bazowy c. wymagany poziom uprzywilejowania d. pewne atrybuty (np.. bit obecności)
92 Mechanizmy wspomagania pracy wielozadaniowej i ochrony zasobów
93 Praca wielozadaniowa w systemie jednoprocesorowym polega na przełączaniu zadań - procesor wykonuje pewne zadanie do: momentu upływu określonego czasu przydzielonego zadaniu momentu, w którym brak chwilowo informacji momentu żądania przez użytkownika zmiany zadania
94 W sytuacji wykonywania kilku zadań jednocześnie istnieje konieczność kontrolowania dostępu poszczególnych zadań do informacji, jak i innych zasobów systemu. Nie można dopuścić, by jeden program zapisywał swoje dane w obszarze pamięci przydzielonej innemu programowi.
95 Stronicowanie
96 W procesorze Pentium pracującym w trybie wirtualnym, oprócz mechanizmu segmentacji dostępny jest też mechanizm stronicowania - polega na używaniu ciągłego adresu liniowego, podczas gdy adresy fizyczne pamięci mogą stanowić obszar nieciągły.
97 Generacja adresu w trybie stronicowania Adres liniowy z jednostki segmentacji 31 Pozycja w katalogu stron Pozycja w tablicy stron Pozycja na stronie Katalog stron (zawiera adresy tablic stron) Tabele stron (zawiera adresy stron w pamięci ) Strony pamięci adres tablicy strony adres strony w pamięci adres strony w pamięci adres strony w pamięci Wybiera tabelę stron Poszukiwana informacja
98 Translacja adresu liniowego na fizyczny 10-bitowa części adresu liniowego wybiera jedną z 1024 pozycji w katalogu stron (page directory) Zawartość wybranej pozycji w katalogu stron wskazuje na jedną z 1024 tabel stron Bity adresu liniowego wybierają jedną z 1024 pozycji w wybranej tabeli stron Wybrana pozycja w tabeli stron podaje adres początkowy 4 - kilobajtowej strony, w której znajduje się poszukiwana informacja
99 Translacja adresu liniowego na fizyczny Posługiwanie się przy translacji adresu liniowego na fizyczny wyłącznie danymi z pamięci typu katalogi i tabela stron prowadziłoby do znacznego zmniejszenia szybkości działania systemu. W tym celu wykorzystuje się pamięć podręczną typu cache przechowującą zawartość 32 ostatnio używanych tablic stron
100 L 1 L 2 Pamięć podręczna (cache)
101 Pamięć podręczna (cache) L1
102 Koncepcja pamięci podręcznej procesora a. pamięć sytemu składa się z relatywnie dużej pamięci operacyjnej (rzędu kilkudziesięciu do kilkuset MB) zbudowanej z pamięci dynamicznych b. oraz z mniejszej (kilka do kilkuset KB) pamięci cache zbudowanej z pamięci statycznych
103 Wady pamięci dynamicznych z punktu widzenia procesora a. zbyt wolne dla szybkich współczesnych procesorów b. wymagają stanów oczekiwania Wynika to z zarówno z dużej częstotliwości zegara taktującego, jak i występującej w procesorze Pentium pracy dwupotokowej.
104 Pamięci statyczne (cache) Zalety: Są szybsze od pamięci dynamicznych Wady: Pobierają stosunkowo dużo energii Są zdecydowanie droższe Są układami o niższym stopniu scalenia
105 Pamięci statyczne (cache) Trafienie : Sterownik pamięci cache sprawdza czy poszukiwana informacja znajduje się w pamięci cache, jeżeli tak to operacja jest wykonywana w pamięci cache, bez stanów oczekiwania
106 Pamięci statyczne (cache) Chybienie Jeśli sterownik pamięci cache stwierdzi brak informacji w pamięci cache, to następuje dostęp do pamięci operacyjnej z koniecznymi stanami oczekiwania
107 Architektura systemu z pamięcią cache a. Look - through b. Look - aside
108 Architektura Look - through Mikroprocesor Cache PAO Zarządca magistral Zarządca magistral
109 Architektura Look - through W architekturze tej pamięć cache, połączona magistralą lokalną z procesorem, oddziela go od reszty sytemu, w przypadku trafienia główna magistrala systemu nie jest w ogóle używana
110 Architektura Look - aside Mikroprocesor Cache PAO Zarządca magistral Zarządca magistral
111 Architektura Look - aside W architekturze tej procesor nie jest odizolowany od reszty układów przez cache. Dostęp do pamięci powoduje rozpoczęcie normalnego cyklu magistrali. trafienie cykl zawieszany operacja na pamięci cache chybienie wykonywany jest normalny cykl magistrali
112 Elementy sytemu pamięci cache
113 Elementy sytemu pamięci cache Bank danych (pamięć danych) - przechowuje i umożliwia zapis i odczyt informacji Katalog pamięci cache (TAG RAM) - sprawdza, czy poszukiwana informacja znajduje się w pamięci cache Sterownik pamięci cache - steruje procesem sprawdzania czy informacja znajduje się w pamięci cache oraz organizuje współprace pamięci cache z systemem
114 Organizacja pamięci cache
115 Organizacja pamięci cache W celu zapewnienia możliwości szybkiego sprawdzenia, czy komórka pamięci na której ma być wykonana operacja, jest odwzorowana w pamięci cache bank danych i katalog, tworzą jednoblokową pamięć asocjacyjną (Oneway Set-associative lub Direct-mapped). W takiej organizacji pamięć cache stanowi jeden blok podzielony na zestawy
116 Przykład organizacji pamięci cache Rn - n-ty odczyt 04 Dane 4 Zestaw 5 Zestaw 4 Zestaw 3 Strona 2 Zestaw 2 Zestaw 1 Zestaw 5 Zestaw 4 Katalog cache (TAG-RAM) Bank cache 03 Dane 3 Zestaw 3 Zestaw 2 Zestaw 1 Strona 1 Strona 0 (strona 2) Strona 0 Strona 1 Zestaw 5 Zestaw 4 Zestaw 3 Zestaw 2 Zestaw 1 Dane 2 Dane 1 Dane Dane 2 Dane 1 Zestaw 5 Zestaw 4 Zestaw 3 Zestaw 2 Zestaw 1 Strona 0
117 Pamięć zewnętrzna cache drugiego poziomu L2
118 Pamięć zewnętrzna cache drugiego poziomu L2 Jest to zewnętrzna (dodatkowa) pamięć procesora. Wyraźny efekt stosowania tej pamięci widać wówczas, jeśli jej pojemność jest znacząco większa od pojemności pamięci L1. Informacja znajdująca się w pamięci L1 znajduje się jednocześnie w pamięci L2.
119 Pamięć zewnętrzna cache drugiego poziomu w systemie z procesorem Procesor CACHE 1- go poziomu (L1) zewnętrzna BUI BIU Układy logiczne NCA magistrala lokalna CACHE 2- go poziomu (L2) zewnętrzna Sygnały sterujące Zarządca magistral PAO Zarządca magistral
120 Pamięć cache w procesorze Pentium
121 Pamięć cache w procesorze Pentium W procesorach Pentium możliwe jest stosowanie zarówno wewnętrznej, jak i zewnętrznej pamięci cache. Każda z pamięci zawiera 8 KB pojemności. Jedna przeznaczona jest do przechowywania kodów instrukcji (Code-cache) Druga przechowuje dane i wyniki przetwarzania informacji (Data-cache)
122 Pamięć cache w procesorze Pentium PENTIUM Cache 2-go poziomu (SDRAM) Sterowniki pamięci cache 2 - go poziomu (L2) Dwuportowy sterownik pamięci DRAM PAO (DRAM) Urządzenie na płycie głównej Urządzenie na płycie głównej Gniazda magistrali rozszerzającej
Pamięć wirtualna. Przygotował: Ryszard Kijaka. Wykład 4
Pamięć wirtualna Przygotował: Ryszard Kijaka Wykład 4 Wstęp główny podział to: PM- do pamięci masowych należą wszelkiego rodzaju pamięci na nośnikach magnetycznych, takie jak dyski twarde i elastyczne,
Bardziej szczegółowoMikroprocesory rodziny INTEL 80x86
Mikroprocesory rodziny INTEL 80x86 Podstawowe wła ciwo ci procesora PENTIUM Rodzina procesorów INTEL 80x86 obejmuje mikroprocesory Intel 8086, 8088, 80286, 80386, 80486 oraz mikroprocesory PENTIUM. Wprowadzając
Bardziej szczegółowoOrganizacja typowego mikroprocesora
Organizacja typowego mikroprocesora 1 Architektura procesora 8086 2 Architektura współczesnego procesora 3 Schemat blokowy procesora AVR Mega o architekturze harwardzkiej Wszystkie mikroprocesory zawierają
Bardziej szczegółowoArchitektura komputerów
Architektura komputerów Tydzień 5 Jednostka Centralna Zadania realizowane przez procesor Pobieranie rozkazów Interpretowanie rozkazów Pobieranie danych Przetwarzanie danych Zapisanie danych Główne zespoły
Bardziej szczegółowoProgramowanie Niskopoziomowe
Programowanie Niskopoziomowe Wykład 4: Architektura i zarządzanie pamięcią IA-32 Dr inż. Marek Mika Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa im. Jana Amosa Komeńskiego W Lesznie Plan Wstęp Tryby pracy Rejestry
Bardziej szczegółowoUkład sterowania, magistrale i organizacja pamięci. Dariusz Chaberski
Układ sterowania, magistrale i organizacja pamięci Dariusz Chaberski Jednostka centralna szyna sygnałow sterowania sygnały sterujące układ sterowania sygnały stanu wewnętrzna szyna danych układ wykonawczy
Bardziej szczegółowoRejestry procesora. Nazwa ilość bitów. AX 16 (accumulator) rejestr akumulatora. BX 16 (base) rejestr bazowy. CX 16 (count) rejestr licznika
Rejestry procesora Procesor podczas wykonywania instrukcji posługuje się w dużej części pamięcią RAM. Pobiera z niej kolejne instrukcje do wykonania i dane, jeżeli instrukcja operuje na jakiś zmiennych.
Bardziej szczegółowoSpis treúci. Księgarnia PWN: Krzysztof Wojtuszkiewicz - Urządzenia techniki komputerowej. Cz. 1. Przedmowa... 9. Wstęp... 11
Księgarnia PWN: Krzysztof Wojtuszkiewicz - Urządzenia techniki komputerowej. Cz. 1 Spis treúci Przedmowa... 9 Wstęp... 11 1. Komputer PC od zewnątrz... 13 1.1. Elementy zestawu komputerowego... 13 1.2.
Bardziej szczegółowoCPU. Architektura FLAGS Bit: dr Paweł Kowalczyk; DPTNS, KFCS UŁ. SI 16 bit. 16 bit. 16 bit.
Architektura 8086 8086 posiada 4 rejestry ogólnego użytku AX, BX, CX, DX, 2 rejestry indeksowe SI, DI, 3 rejestry wskaźnikowe SP, BP, IP, 4 rejestry segmentowe CS, DS, SS i ES oraz rejestr flag FLAG AH
Bardziej szczegółowoUTK ARCHITEKTURA PROCESORÓW 80386/ Budowa procesora Struktura wewnętrzna logiczna procesora 80386
Budowa procesora 80386 Struktura wewnętrzna logiczna procesora 80386 Pierwszy prawdziwy procesor 32-bitowy. Zawiera wewnętrzne 32-bitowe rejestry (omówione zostaną w modułach następnych), pozwalające przetwarzać
Bardziej szczegółowoorganizacja procesora 8086
Systemy komputerowe Procesor 8086 - tendencji w organizacji procesora organizacja procesora 8086 " # $ " % strali " & ' ' ' ( )" % *"towego + ", -" danych. Magistrala adresowa jest 20.bitowa, co pozwala
Bardziej szczegółowoProgramowanie na poziomie sprzętu. Tryb chroniony cz. 1
Tryb chroniony cz. 1 Moduł zarządzania pamięcią w trybie chronionym (z ang. PM - Protected Mode) procesorów IA-32 udostępnia: - segmentację, - stronicowanie. Segmentacja mechanizm umożliwiający odizolowanie
Bardziej szczegółowoSchematy zarzadzania pamięcia
Schematy zarzadzania pamięcia Segmentacja podział obszaru pamięci procesu na logiczne jednostki segmenty o dowolnej długości. Postać adresu logicznego: [nr segmentu, przesunięcie]. Zwykle przechowywana
Bardziej szczegółowoLEKCJA TEMAT: Zasada działania komputera.
LEKCJA TEMAT: Zasada działania komputera. 1. Ogólna budowa komputera Rys. Ogólna budowa komputera. 2. Komputer składa się z czterech głównych składników: procesor (jednostka centralna, CPU) steruje działaniem
Bardziej szczegółowoARCHITEKTURA PROCESORA,
ARCHITEKTURA PROCESORA, poza blokami funkcjonalnymi, to przede wszystkim: a. formaty rozkazów, b. lista rozkazów, c. rejestry dostępne programowo, d. sposoby adresowania pamięci, e. sposoby współpracy
Bardziej szczegółowoArchitektura komputerów
Architektura komputerów Tydzień 12 Wspomaganie systemu operacyjnego: pamięć wirtualna Partycjonowanie Pamięć jest dzielona, aby mogło korzystać z niej wiele procesów. Dla jednego procesu przydzielana jest
Bardziej szczegółowoArchitektura komputerów. Komputer Procesor Mikroprocesor koncepcja Johna von Neumanna
Architektura komputerów. Literatura: 1. Piotr Metzger, Anatomia PC, wyd. IX, Helion 2004 2. Scott Mueller, Rozbudowa i naprawa PC, wyd. XVIII, Helion 2009 3. Tomasz Kowalski, Urządzenia techniki komputerowej,
Bardziej szczegółowoMikroprocesor Operacje wejścia / wyjścia
Definicja Mikroprocesor Operacje wejścia / wyjścia Opracował: Andrzej Nowak Bibliografia: Urządzenia techniki komputerowej, K. Wojtuszkiewicz Operacjami wejścia/wyjścia nazywamy całokształt działań potrzebnych
Bardziej szczegółowoLEKCJA TEMAT: Współczesne procesory.
LEKCJA TEMAT: Współczesne procesory. 1. Wymagania dla ucznia: zna pojęcia: procesor, CPU, ALU, potrafi podać typowe rozkazy; potrafi omówić uproszczony i rozszerzony schemat mikroprocesora; potraf omówić
Bardziej szczegółowoBudowa Mikrokomputera
Budowa Mikrokomputera Wykład z Podstaw Informatyki dla I roku BO Piotr Mika Podstawowe elementy komputera Procesor Pamięć Magistrala (2/16) Płyta główna (ang. mainboard, motherboard) płyta drukowana komputera,
Bardziej szczegółowoZarządzanie zasobami pamięci
Zarządzanie zasobami pamięci System operacyjny wykonuje programy umieszczone w pamięci operacyjnej. W pamięci operacyjnej przechowywany jest obecnie wykonywany program (proces) oraz niezbędne dane. Jeżeli
Bardziej szczegółowoarchitektura komputerów w. 8 Zarządzanie pamięcią
architektura komputerów w. 8 Zarządzanie pamięcią Zarządzanie pamięcią Jednostka centralna dysponuje zwykle duża mocą obliczeniową. Sprawne wykorzystanie możliwości jednostki przetwarzającej wymaga obecności
Bardziej szczegółowoZarządzanie pamięcią operacyjną
SOE Systemy Operacyjne Wykład 7 Zarządzanie pamięcią operacyjną dr inż. Andrzej Wielgus Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki WEiTI PW Hierarchia pamięci czas dostępu Rejestry Pamięć podręczna koszt
Bardziej szczegółowoArchitektura komputera. Cezary Bolek. Uniwersytet Łódzki. Wydział Zarządzania. Katedra Informatyki. System komputerowy
Wstęp do informatyki Architektura komputera Cezary Bolek cbolek@ki.uni.lodz.pl Uniwersytet Łódzki Wydział Zarządzania Katedra Informatyki System komputerowy systemowa (System Bus) Pamięć operacyjna ROM,
Bardziej szczegółowoArchitektura systemów komputerowych
Studia stacjonarne inżynierskie, kierunek INFORMATYKA Architektura systemów komputerowych Architektura systemów komputerowych dr Artur Bartoszewski Procesor część I 1. ALU 2. Cykl rozkazowy 3. Schemat
Bardziej szczegółowoMagistrala systemowa (System Bus)
Cezary Bolek cbolek@ki.uni.lodz.pl Uniwersytet Łódzki Wydział Zarządzania Katedra Informatyki systemowa (System Bus) Pamięć operacyjna ROM, RAM Jednostka centralna Układy we/wy In/Out Wstęp do Informatyki
Bardziej szczegółowoWydajność systemów a organizacja pamięci, czyli dlaczego jednak nie jest aż tak źle. Krzysztof Banaś, Obliczenia wysokiej wydajności.
Wydajność systemów a organizacja pamięci, czyli dlaczego jednak nie jest aż tak źle Krzysztof Banaś, Obliczenia wysokiej wydajności. 1 Organizacja pamięci Organizacja pamięci współczesnych systemów komputerowych
Bardziej szczegółowoArchitektura Systemów Komputerowych. Jednostka ALU Przestrzeń adresowa Tryby adresowania
Architektura Systemów Komputerowych Jednostka ALU Przestrzeń adresowa Tryby adresowania 1 Jednostka arytmetyczno- logiczna ALU ALU ang: Arythmetic Logic Unit Argument A Argument B A B Ci Bit przeniesienia
Bardziej szczegółowoBudowa i zasada działania komputera. dr Artur Bartoszewski
Budowa i zasada działania komputera 1 dr Artur Bartoszewski Jednostka arytmetyczno-logiczna 2 Pojęcie systemu mikroprocesorowego Układ cyfrowy: Układy cyfrowe służą do przetwarzania informacji. Do układu
Bardziej szczegółowoMikroinformatyka. Tryb wirtualny
Mikroinformatyka Tryb wirtualny Tryb wirtualny z ochroną Wprowadzony w 80286. Rozbudowany w 80386. - 4 GB pamięci fizycznej, - 64 TB przestrzeni wirtualnej, - pamięć podzielona na segmenty o rozmiarze
Bardziej szczegółowoMOŻLIWOŚCI PROGRAMOWE MIKROPROCESORÓW
MOŻLIWOŚCI PROGRAMOWE MIKROPROCESORÓW Projektowanie urządzeń cyfrowych przy użyciu układów TTL polegało na opracowaniu algorytmu i odpowiednim doborze i zestawieniu układów realizujących różnorodne funkcje
Bardziej szczegółowoArchitektura Systemów Komputerowych. Rozwój architektury komputerów klasy PC
Architektura Systemów Komputerowych Rozwój architektury komputerów klasy PC 1 1978: Intel 8086 29tys. tranzystorów, 16-bitowy, współpracował z koprocesorem 8087, posiadał 16-bitową szynę danych (lub ośmiobitową
Bardziej szczegółowoProcesor ma architekturę rejestrową L/S. Wskaż rozkazy spoza listy tego procesora. bgt Rx, Ry, offset nand Rx, Ry, A add Rx, #1, Rz store Rx, [Rz]
Procesor ma architekturę akumulatorową. Wskaż rozkazy spoza listy tego procesora. bgt Rx, Ry, offset or Rx, Ry, A add Rx load A, [Rz] push Rx sub Rx, #3, A load Rx, [A] Procesor ma architekturę rejestrową
Bardziej szczegółowoSprzętowe wspomaganie pamięci wirtualnej
Sprzętowe wspomaganie pamięci wirtualnej Stanisław Skonieczny 6 grudnia 2002 Spis treści 1 Intel 2 1.1 Tryby pracy procesora............................... 2 1.2 Adresowanie liniowe................................
Bardziej szczegółowoPAMIĘCI. Część 1. Przygotował: Ryszard Kijanka
PAMIĘCI Część 1 Przygotował: Ryszard Kijanka WSTĘP Pamięci półprzewodnikowe są jednym z kluczowych elementów systemów cyfrowych. Służą do przechowywania informacji w postaci cyfrowej. Liczba informacji,
Bardziej szczegółowoArchitektura komputerów
Architektura komputerów Wykład 3 Jan Kazimirski 1 Podstawowe elementy komputera. Procesor (CPU) 2 Plan wykładu Podstawowe komponenty komputera Procesor CPU Cykl rozkazowy Typy instrukcji Stos Tryby adresowania
Bardziej szczegółowoWstęp do informatyki. System komputerowy. Magistrala systemowa. Architektura komputera. Cezary Bolek
Wstęp do informatyki Architektura komputera Cezary Bolek cbolek@ki.uni.lodz.pl Uniwersytet Łódzki Wydział Zarządzania Katedra Informatyki System komputerowy systemowa (System Bus) Pamięć operacyjna ROM,
Bardziej szczegółowoUkład wykonawczy, instrukcje i adresowanie. Dariusz Chaberski
Układ wykonawczy, instrukcje i adresowanie Dariusz Chaberski System mikroprocesorowy mikroprocesor C A D A D pamięć programu C BIOS dekoder adresów A C 1 C 2 C 3 A D pamięć danych C pamięć operacyjna karta
Bardziej szczegółowoArchitektura systemów komputerowych. dr Artur Bartoszewski
Architektura systemów komputerowych 1 dr Artur Bartoszewski Procesor część I 1. ALU 2. Cykl rozkazowy 3. Schemat blokowy CPU 4. Architektura CISC i RISC 2 Jednostka arytmetyczno-logiczna 3 Schemat blokowy
Bardziej szczegółowoSprzęt i architektura komputerów
Radosław Maciaszczyk Mirosław Łazoryszczak Sprzęt i architektura komputerów Laboratorium Temat: Mikroprocesory i elementy asemblera Katedra Architektury Komputerów i Telekomunikacji 1. MIKROPROCESORY I
Bardziej szczegółowoBudowa komputera Komputer computer computare
11. Budowa komputera Komputer (z ang. computer od łac. computare obliczać) urządzenie elektroniczne służące do przetwarzania wszelkich informacji, które da się zapisać w formie ciągu cyfr albo sygnału
Bardziej szczegółowoArchitektura komputerów
Architektura komputerów Wykład 5 Jan Kazimirski 1 Podstawowe elementy komputera. Procesor (CPU) c.d. 2 Architektura CPU Jednostka arytmetyczno-logiczna (ALU) Rejestry Układ sterujący przebiegiem programu
Bardziej szczegółowoArchitektura komputerów egzamin końcowy
Architektura komputerów egzamin końcowy Warszawa, dn. 25.02.11 r. I. Zaznacz prawidłową odpowiedź (tylko jedna jest prawidłowa): 1. Czteroetapowe przetwarzanie potoku architektury superskalarnej drugiego
Bardziej szczegółowoArchitektura mikroprocesorów TEO 2009/2010
Architektura mikroprocesorów TEO 2009/2010 Plan wykładów Wykład 1: - Wstęp. Klasyfikacje mikroprocesorów Wykład 2: - Mikrokontrolery 8-bit: AVR, PIC Wykład 3: - Mikrokontrolery 8-bit: 8051, ST7 Wykład
Bardziej szczegółowoZarządzanie pamięcią operacyjną zagadnienia podstawowe
Zarządzanie pamięcią operacyjną zagadnienia podstawowe Pamięć jako zasób systemu komputerowego Pamięć jest zasobem służący do przechowywania danych. Z punktu widzenia systemu pamięć jest zasobem o strukturze
Bardziej szczegółowoLogiczny model komputera i działanie procesora. Część 1.
Logiczny model komputera i działanie procesora. Część 1. Klasyczny komputer o architekturze podanej przez von Neumana składa się z trzech podstawowych bloków: procesora pamięci operacyjnej urządzeń wejścia/wyjścia.
Bardziej szczegółowoZarządzanie pamięcią operacyjną
Dariusz Wawrzyniak Plan wykładu Pamięć jako zasób systemu komputerowego hierarchia pamięci przestrzeń owa Wsparcie dla zarządzania pamięcią na poziomie architektury komputera Podział i przydział pamięci
Bardziej szczegółowoProcesory rodziny x86. Dariusz Chaberski
Procesory rodziny x86 Dariusz Chaberski 8086 produkowany od 1978 magistrala adresowa - 20 bitów (1 MB) magistrala danych - 16 bitów wielkość instrukcji - od 1 do 6 bajtów częstotliwośc pracy od 5 MHz (IBM
Bardziej szczegółowoProgramowanie niskopoziomowe
Programowanie niskopoziomowe ASSEMBLER Teodora Dimitrova-Grekow http://aragorn.pb.bialystok.pl/~teodora/ Program ogólny Rok akademicki 2011/12 Systemy liczbowe, budowa komputera, procesory X86, organizacja
Bardziej szczegółowoArchitektura komputerów
Architektura komputerów Wykład 7 Jan Kazimirski 1 Pamięć podręczna 2 Pamięć komputera - charakterystyka Położenie Procesor rejestry, pamięć podręczna Pamięć wewnętrzna pamięć podręczna, główna Pamięć zewnętrzna
Bardziej szczegółowo3 Literatura. c Dr inż. Ignacy Pardyka (Inf.UJK) ASK SP.06 Rok akad. 2011/2012 2 / 22
ARCHITEKTURA SYSTEMÓW KOMPUTEROWYCH struktury procesorów ASK SP.06 c Dr inż. Ignacy Pardyka UNIWERSYTET JANA KOCHANOWSKIEGO w Kielcach Rok akad. 2011/2012 1 Maszyny wirtualne 2 3 Literatura c Dr inż. Ignacy
Bardziej szczegółowoWykład 7. Zarządzanie pamięcią
Wykład 7 Zarządzanie pamięcią -1- Świat idealny a świat rzeczywisty W idealnym świecie pamięć powinna Mieć bardzo dużą pojemność Mieć bardzo krótki czas dostępu Być nieulotna (zawartość nie jest tracona
Bardziej szczegółowoZarządzanie pamięcią w systemie operacyjnym
Zarządzanie pamięcią w systemie operacyjnym Cele: przydział zasobów pamięciowych wykonywanym programom, zapewnienie bezpieczeństwa wykonywanych procesów (ochrona pamięci), efektywne wykorzystanie dostępnej
Bardziej szczegółowoUTK Można stwierdzić, że wszystkie działania i operacje zachodzące w systemie są sterowane bądź inicjowane przez mikroprocesor.
Zadaniem centralnej jednostki przetwarzającej CPU (ang. Central Processing Unit), oprócz przetwarzania informacji jest sterowanie pracą pozostałych układów systemu. W skład CPU wchodzą mikroprocesor oraz
Bardziej szczegółowoPośredniczy we współpracy pomiędzy procesorem a urządzeniem we/wy. W szczególności do jego zadań należy:
Współpraca mikroprocesora z urządzeniami zewnętrznymi Urządzenia wejścia-wyjścia, urządzenia których zadaniem jest komunikacja komputera z otoczeniem (zwykle bezpośrednio z użytkownikiem). Do najczęściej
Bardziej szczegółowoWspółpraca procesora ColdFire z pamięcią
Współpraca procesora ColdFire z pamięcią 1 Współpraca procesora z pamięcią zewnętrzną (1) ROM Magistrala adresowa Pamięć programu Magistrala danych Sygnały sterujące CS, OE Mikroprocesor FLASH, SRAM, DRAM
Bardziej szczegółowoBudowa systemów komputerowych
Budowa systemów komputerowych Krzysztof Patan Instytut Sterowania i Systemów Informatycznych Uniwersytet Zielonogórski k.patan@issi.uz.zgora.pl Współczesny system komputerowy System komputerowy składa
Bardziej szczegółowoWybrane zagadnienia elektroniki współczesnej
Wybrane zagadnienia elektroniki współczesnej y pracy, Marika Kuczyńska Fizyka Techniczna IV rok 20-03-2013, AGH prezentacji y pracy 1 2 y pracy 3 4 5 6 Jednostka wykonawcza, instrukcje (Marika) Rodzina
Bardziej szczegółowoStruktura i działanie jednostki centralnej
Struktura i działanie jednostki centralnej ALU Jednostka sterująca Rejestry Zadania procesora: Pobieranie rozkazów; Interpretowanie rozkazów; Pobieranie danych Przetwarzanie danych Zapisywanie danych magistrala
Bardziej szczegółowodr inż. Jarosław Forenc
Informatyka 2 Politechnika Białostocka - Wydział Elektryczny Elektrotechnika, semestr III, studia stacjonarne I stopnia Rok akademicki 2010/2011 Wykład nr 7 (24.01.2011) dr inż. Jarosław Forenc Rok akademicki
Bardziej szczegółowoArchitektura komputerów
Architektura komputerów Tydzień 9 Pamięć operacyjna Właściwości pamięci Położenie Pojemność Jednostka transferu Sposób dostępu Wydajność Rodzaj fizyczny Własności fizyczne Organizacja Położenie pamięci
Bardziej szczegółowoProcesory. Schemat budowy procesora
Procesory Procesor jednostka centralna (CPU Central Processing Unit) to sekwencyjne urządzenie cyfrowe którego zadaniem jest wykonywanie rozkazów i sterowanie pracą wszystkich pozostałych bloków systemu
Bardziej szczegółowoProcesor Intel 8086 model programisty. Arkadiusz Chrobot
Procesor Intel 8086 model programisty Arkadiusz Chrobot 5 października 2008 Spis treści 1 Wstęp 2 2 Rejestry procesora 8086 2 3 Adresowanie pamięci 4 4 Ważne elementy języka Pascal 6 1 1 Wstęp Głównym
Bardziej szczegółowoMateriały do wykładu. 7.Architekturax86. Marcin Peczarski. Instytut Informatyki Uniwersytet Warszawski
Materiały do wykładu 7.Architekturax86 Marcin Peczarski Instytut Informatyki Uniwersytet Warszawski 25maja2009 Narodziny 7.1 1978 Intel8086 architektura 16-bitowa 5 MHz, obudowa DIP40, 29000 tranzystorów
Bardziej szczegółowoBudowa komputera. Magistrala. Procesor Pamięć Układy I/O
Budowa komputera Magistrala Procesor Pamięć Układy I/O 1 Procesor to CPU (Central Processing Unit) centralny układ elektroniczny realizujący przetwarzanie informacji Zmiana stanu tranzystorów wewnątrz
Bardziej szczegółowoWPROWADZENIE Mikrosterownik mikrokontrolery
WPROWADZENIE Mikrosterownik (cyfrowy) jest to moduł elektroniczny zawierający wszystkie środki niezbędne do realizacji wymaganych procedur sterowania przy pomocy metod komputerowych. Platformy budowy mikrosterowników:
Bardziej szczegółowoSprzęt i architektura komputerów
Radosław Maciaszczyk Mirosław Łazoryszczak Sprzęt i architektura komputerów Laboratorium Temat: Mikroprocesory i elementy asemblera Katedra Architektury Komputerów i Telekomunikacji 1. MIKROPROCESORY I
Bardziej szczegółowoJ. Ułasiewicz Komputerowe systemy sterowania 1. 1 Architektura PC Ogólna struktura systemu jednoprocesorowego
J. Ułasiewicz Komputerowe systemy sterowania 1 1 Architektura PC 1.1. Ogólna struktura systemu jednoprocesorowego Już systemy jednoprocesorowe mogą być środowiskiem, w którym wykonywane jest wiele programów
Bardziej szczegółowoPrzykładowe pytania DSP 1
Przykładowe pytania SP Przykładowe pytania Systemy liczbowe. Przedstawić liczby; -, - w kodzie binarnym i hexadecymalnym uzupełnionym do dwóch (liczba 6 bitowa).. odać dwie liczby binarne w kodzie U +..
Bardziej szczegółowoArchitektura komputerów
Architektura komputerów Tydzień 11 Wejście - wyjście Urządzenia zewnętrzne Wyjściowe monitor drukarka Wejściowe klawiatura, mysz dyski, skanery Komunikacyjne karta sieciowa, modem Urządzenie zewnętrzne
Bardziej szczegółowoArchitektura mikroprocesorów z rdzeniem ColdFire
Architektura mikroprocesorów z rdzeniem ColdFire 1 Rodzina procesorów z rdzeniem ColdFire Rdzeń ColdFire V1: uproszczona wersja rdzenia ColdFire V2. Tryby adresowania, rozkazy procesora oraz operacje MAC/EMAC/DIV
Bardziej szczegółowoBibliografia: pl.wikipedia.org Historia i rodzaje procesorów w firmy Intel
Bibliografia: pl.wikipedia.org www.intel.com Historia i rodzaje procesorów w firmy Intel Specyfikacja Lista mikroprocesorów produkowanych przez firmę Intel 4-bitowe 4004 4040 8-bitowe 8008 8080 8085 x86
Bardziej szczegółowoProgramowanie w asemblerze Wprowadzenie
Programowanie w asemblerze Wprowadzenie 17 stycznia 2017 Motto: R7 is used by the processor as its program counter (PC). It is recommended that R7 not be used as a stack pointer. Źródło: PDP-11 04/34/45/55
Bardziej szczegółowoSystemy operacyjne i sieci komputerowe Szymon Wilk Superkomputery 1
i sieci komputerowe Szymon Wilk Superkomputery 1 1. Superkomputery to komputery o bardzo dużej mocy obliczeniowej. Przeznaczone są do symulacji zjawisk fizycznych prowadzonych głównie w instytucjach badawczych:
Bardziej szczegółowoMIKROKONTROLERY I MIKROPROCESORY
PLAN... work in progress 1. Mikrokontrolery i mikroprocesory - architektura systemów mikroprocesorów ( 8051, AVR, ARM) - pamięci - rejestry - tryby adresowania - repertuar instrukcji - urządzenia we/wy
Bardziej szczegółowoRDZEŃ x86 x86 rodzina architektur (modeli programowych) procesorów firmy Intel, należących do kategorii CISC, stosowana w komputerach PC,
RDZEŃ x86 x86 rodzina architektur (modeli programowych) procesorów firmy Intel, należących do kategorii CISC, stosowana w komputerach PC, zapoczątkowana przez i wstecznie zgodna z 16-bitowym procesorem
Bardziej szczegółowoPamięci półprzewodnikowe w oparciu o książkę : Nowoczesne pamięci. Ptc 2013/2014 13.12.2013
Pamięci półprzewodnikowe w oparciu o książkę : Nowoczesne pamięci półprzewodnikowe, Betty Prince, WNT Ptc 2013/2014 13.12.2013 Pamięci statyczne i dynamiczne Pamięci statyczne SRAM przechowywanie informacji
Bardziej szczegółowoArchitektura systemów komputerowych. dr Artur Bartoszewski
Architektura systemów komputerowych dr Artur Bartoszewski Procesor część II Rejestry procesora dostępne programowo A B D H PC SP F C E L A Akumulator Zawiera jeden z operandów działania i do niego przekazywany
Bardziej szczegółowoArchitektura systemu komputerowego. Działanie systemu komputerowego. Przerwania. Obsługa przerwań (Interrupt Handling)
Struktury systemów komputerowych Architektura systemu komputerowego Działanie systemu komputerowego Struktura we/wy Struktura pamięci Hierarchia pamięci Ochrona sprzętowa Architektura 2.1 2.2 Działanie
Bardziej szczegółowoDodatek B. Zasady komunikacji z otoczeniem w typowych systemach komputerowych
Dodatek B. Zasady komunikacji z otoczeniem w typowych systemach komputerowych B.1. Dostęp do urządzeń komunikacyjnych Sterowniki urządzeń zewnętrznych widziane są przez procesor jako zestawy rejestrów
Bardziej szczegółowoArchitektura systemów komputerowych. dr Artur Bartoszewski
Architektura systemów komputerowych dr Artur Bartoszewski Procesor część II Rejestry procesora dostępne programowo AX Akumulator Zawiera jeden z operandów działania i do niego przekazywany jest wynik BX,CX,DX,EX,HX,LX
Bardziej szczegółowoBudowa komputera. Magistrala. Procesor Pamięć Układy I/O
Budowa komputera Magistrala Procesor Pamięć Układy I/O 1 Procesor to CPU (Central Processing Unit) centralny układ elektroniczny realizujący przetwarzanie informacji Zmiana stanu tranzystorów wewnątrz
Bardziej szczegółowoWykład I. Podstawowe pojęcia. Studia Podyplomowe INFORMATYKA Architektura komputerów
Studia Podyplomowe INFORMATYKA Architektura komputerów Wykład I Podstawowe pojęcia 1, Cyfrowe dane 2 Wewnątrz komputera informacja ma postać fizycznych sygnałów dwuwartościowych (np. dwa poziomy napięcia,
Bardziej szczegółowoStruktura systemów komputerowych
Struktura systemów komputerowych Działanie systemu komputerowego Struktury WE/WY Struktura pamięci Hierarchia pamięci Ochrona sprzętowa Ogólna architektura systemu Wykład 6, Systemy operacyjne (studia
Bardziej szczegółowoProjektowanie. Projektowanie mikroprocesorów
WYKŁAD Projektowanie mikroprocesorów Projektowanie układ adów w cyfrowych - podsumowanie Algebra Boole a Bramki logiczne i przerzutniki Automat skończony System binarny i reprezentacja danych Synteza logiczna
Bardziej szczegółowoTechnika mikroprocesorowa I Studia niestacjonarne rok II Wykład 2
Technika mikroprocesorowa I Studia niestacjonarne rok II Wykład 2 Literatura: www.zilog.com Z80 Family, CPU User Manual Cykle magistrali w mikroprocesorze Z80 -odczyt kodu rozkazu, -odczyt-zapis pamięci,
Bardziej szczegółowoMikroprocesor Intel 8088 (8086)
Mikroprocesor Intel 8088 (8086) Literatura: Mroziński Z.: Mikroprocesor 8086. WNT, Warszawa 1992 iapx 86,88 Users Manual Intel 80C86 Intersil 1997 [Źródło: www.swistak.pl] Architektura wewnętrzna procesora
Bardziej szczegółowoMikroinformatyka. Wielozadaniowość
Mikroinformatyka Wielozadaniowość Zadanie Tryb chroniony przynajmniej jedno zadanie (task). Segment stanu zadania TSS (Task State Segment). Przestrzeń zadania (Execution Space). - segment kodu, - segment
Bardziej szczegółowoSprzęt komputerowy 2. Autor prezentacji: 1 prof. dr hab. Maria Hilczer
Sprzęt komputerowy 2 Autor prezentacji: 1 prof. dr hab. Maria Hilczer Budowa komputera Magistrala Procesor Pamięć Układy I/O 2 Procesor to CPU (Central Processing Unit) centralny układ elektroniczny realizujący
Bardziej szczegółowoKomputer IBM PC niezależnie od modelu składa się z: Jednostki centralnej czyli właściwego komputera Monitora Klawiatury
1976 r. Apple PC Personal Computer 1981 r. pierwszy IBM PC Komputer jest wart tyle, ile wart jest człowiek, który go wykorzystuje... Hardware sprzęt Software oprogramowanie Komputer IBM PC niezależnie
Bardziej szczegółowoSpis treœci. Co to jest mikrokontroler? Kody i liczby stosowane w systemach komputerowych. Podstawowe elementy logiczne
Spis treści 5 Spis treœci Co to jest mikrokontroler? Wprowadzenie... 11 Budowa systemu komputerowego... 12 Wejścia systemu komputerowego... 12 Wyjścia systemu komputerowego... 13 Jednostka centralna (CPU)...
Bardziej szczegółowoProcesor Intel 8086 model programisty. Arkadiusz Chrobot
Procesor Intel 8086 model programisty Arkadiusz Chrobot 26 września 2011 Spis treści 1 Wstęp 2 2 Rejestry procesora 8086 2 3 Adresowanie pamięci 4 4 Ważne elementy języka Pascal 8 1 1 Wstęp Głównym celem
Bardziej szczegółowoProgramowanie Niskopoziomowe
Programowanie Niskopoziomowe Wykład 3: Architektura procesorów x86 Dr inż. Marek Mika Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa im. Jana Amosa Komeńskiego W Lesznie Plan Pojęcia ogólne Budowa mikrokomputera Cykl
Bardziej szczegółowoZygmunt Kubiak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska
Zygmunt Kubiak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska Zygmunt Kubiak 2 Centralny falownik (ang. central inverter system) Zygmunt Kubiak 3 Micro-Inverter Mikro-przetwornice działają podobnie do systemów
Bardziej szczegółowoArchitektura komputera. Dane i rozkazy przechowywane są w tej samej pamięci umożliwiającej zapis i odczyt
Architektura komputera Architektura von Neumanna: Dane i rozkazy przechowywane są w tej samej pamięci umożliwiającej zapis i odczyt Zawartośd tej pamięci jest adresowana przez wskazanie miejsca, bez względu
Bardziej szczegółowoArchitektura systemów komputerowych. Konstrukcja i zasada działania mikroprocesora
Architektura systemów komputerowych Konstrukcja i zasada działania mikroprocesora Plan wykładu 1. Mikroprocesor. 2. Rodziny procesorów. 3. Modułowa budowa procesora. 4. Wykonanie programu przez procesor.
Bardziej szczegółowoUkłady wejścia/wyjścia
Układy wejścia/wyjścia Schemat blokowy systemu mikroprocesorowego Mikroprocesor połączony jest z pamięcią oraz układami wejścia/wyjścia za pomocą magistrali systemowej zespołu linii przenoszącymi sygnały
Bardziej szczegółowoStruktura i funkcjonowanie komputera pamięć komputerowa, hierarchia pamięci pamięć podręczna. System operacyjny. Zarządzanie procesami
Rok akademicki 2015/2016, Wykład nr 6 2/21 Plan wykładu nr 6 Informatyka 1 Politechnika Białostocka - Wydział Elektryczny Elektrotechnika, semestr II, studia niestacjonarne I stopnia Rok akademicki 2015/2016
Bardziej szczegółowoArchitektura komputerów
Architektura komputerów Wykład 12 Jan Kazimirski 1 Magistrale systemowe 2 Magistrale Magistrala medium łączące dwa lub więcej urządzeń Sygnał przesyłany magistralą może być odbierany przez wiele urządzeń
Bardziej szczegółowo