De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

1/1/ eindhoven university of technology faculty of Computer Science 2IC20:Computersystemen Week 1: overzicht computersysteem-organisatie.

Verwante presentaties


Presentatie over: "1/1/ eindhoven university of technology faculty of Computer Science 2IC20:Computersystemen Week 1: overzicht computersysteem-organisatie."— Transcript van de presentatie:

1 1/1/ eindhoven university of technology faculty of Computer Science 2IC20:Computersystemen Week 1: overzicht computersysteem-organisatie

2 1/1/ eindhoven university of technology faculty of Computer Science 2 De “architectuur” van een computer Centrale verwerkingseenheid (CPU ofwel “de processor”) Aritmetisch logische eenheid Hoofd- geheugen Registers Besturings- eenheid I/O apparaten SchijfPrinter De “bus”

3 1/1/ eindhoven university of technology faculty of Computer Science 3 De “Central Processing Unit” (CPU)  De besturingseenheid regelt alles  instructies ophalen, decoderen en (laten) uitvoeren: de “fetch-decode-execute” cyclus  De aritmetisch logische eenheid (ALU) voert berekeningen en logische functies uit  De registers zijn snel (en klein) geheugen  “programmateller” (PC) wijst instructies aan  “instructieregister” (IR) bevat opgehaalde instructie  algemene/speciale registers voor tussenresultaten

4 1/1/ eindhoven university of technology faculty of Computer Science 4 Het “datapad”  Registers en ALU  “Hulpregisters”  wel in hardware  niet in programma  Absolute kern van computer  bepaalt snelheid  bepaalt “kracht”

5 1/1/ eindhoven university of technology faculty of Computer Science 5 De “fetch-decode-execute” cyclus  Instructie afhandeling verdelen in stapjes: 1.Haal instructie uit geheugen (plaats: PC) in IR 2.Laat PC naar volgende instructie wijzen 3.Bepaal type instructie: register/register of register/geheugen 4.(Bereken plaats van gegevens in geheugen) 5.(Haal gegevens uit geheugen in hulpregister) 6.Voer eigenlijke bewerking uit 7.(Schrijf resultaat naar geheugen) 8.Terug naar stap 1. voor volgende instructie

6 1/1/ eindhoven university of technology faculty of Computer Science 6 Meer dan één manier om FDE te doen  De hardware van de besturing bevat programma  Dit micro-programma “interpreteert” instructies  Instructie-set makkelijk uit te breiden/verbeteren  Gigantisch complexe instructie-sets mogelijk  Directe uitvoering ook mogelijk  Instructieregister stuurt vrijwel alle operaties aan  Instructie-set moet (relatief) eenvoudig zijn  Besturing kan met “Finite State Machine” (o.i.d.)  Allerlei combinaties zijn mogelijk!

7 1/1/ eindhoven university of technology faculty of Computer Science 7 Het “geheugen” (Engels: “Memory”) bevat programma’s en gegevens  Basiseenheid van opslag: ‘Bit’ (0 of 1)  Decimale getallen (0..9) op te slaan met 4 bits  Inefficient: 4 bits kunnen 16 waarden opslaan! Rekenen met decimale getallen niet meer standaard  Geheugen opgedeeld in “cellen” (of “plaatsen”)  Iedere cel een vast aantal bits: 2 (aantal bits in cel) waarden  Iedere cel een eigen nummer (“adres” genoemd), 0..(aantal cellen - 1)  Adres is meestal binair getal: 2 (adres bits) cellen

8 1/1/ eindhoven university of technology faculty of Computer Science 8 Verschillende indelingen mogelijk Al deze geheugens bevatten 96 bits! Wat is nu de beste?

9 1/1/ eindhoven university of technology faculty of Computer Science 9 Verdere indelingen van geheugens  Aantal bits in cel (nu) meestal macht van twee  2 3 (8) is meest geliefde aantal bits/cel: “byte”  Geheugen adresseerbaar per byte cel  Cellen worden gegroepeerd in “woorden”  bijv. 2, 4 of 8 bytes per woord = 16, 32 of 64 bits  Met woorden lezen/schrijven van geheugen: sneller  Met woorden rekenen in CPU: nauwkeuriger/sneller

10 1/1/ eindhoven university of technology faculty of Computer Science 10 Volgorde van bytes in een woord  Hoogste adres aan rechter uiteinde: big endian  Laagste adres aan rechter uiteinde: little endian

11 1/1/ eindhoven university of technology faculty of Computer Science 11 Meer dan een geheugen mogelijk  Hogere snelheid door meer geheugens tegelijk te kunnen lezen en schrijven  (Basis) “Harvard” architectuur: CPU Programma- geheugen Gegevens- geheugen  “Modified Harvard” architectuur: constante gegevens in programmageheugen

12 1/1/ eindhoven university of technology faculty of Computer Science 12 De “practicumprocessor” gaat verder: 8 bits CPU Programma + constante gegevens (64 kilobyte) “Interne” variabele gegevens (256 byte) “Special Function Registers” (128 byte) “Externe” variabele gegevens (64 kilobyte) Siemens SAB-C504 chip In- en uitvoer 256 BITS direct te adresseren (2 x 128)

13 1/1/ eindhoven university of technology faculty of Computer Science 13 Koppeling met “de buitenwereld” Flexibiliteit door uitwisselbaarhei d

14 1/1/ eindhoven university of technology faculty of Computer Science 14 “Devices” en “controllers”  Nog meer flexibiliteit door functionele splitsing: Buiten de “kast” Binnen de “kast” “Interface” Uitwisselbare onderdelen (min of meer) vaste onderdelen “Devices”

15 1/1/ eindhoven university of technology faculty of Computer Science 15 Invoer/uitvoer terminologie  “Device” is fysiek “ding” in buitenwereld  “Buitenwereld” = buiten CPU en geheugen  (Floppy) disk is “achtergrondgeheugen”  “Controller” koppelt device aan CPU  Elektrische aanpassing en (“intelligente”) besturing  “Interface” is afspraak voor koppeling  Fysiek (stekker!), elektrisch en functioneel  Gestandaardiseerd voor uitwisselbaarheid

16 1/1/ eindhoven university of technology faculty of Computer Science 16 Controller “intelligentie” in gradaties  Dom: niet veel meer dan elektrische aanpassing  Buitenwereld afgebeeld op geheugenwoorden  Beter: automatisch doorgeven activiteit  Lopend programma onderbroken met “interrupt”  Best: zelfstandige afhandeling van opdrachten  Controller kan zelf in geheugen lezen en schrijven: “Direct Memory Access”  “Arbiter” nodig voor regeling toegang tot geheugen  Na opdracht afhandling één interrupt

17 1/1/ eindhoven university of technology faculty of Computer Science 17 Moderne PC splitst nog verder... Dit hoort NIET bij de stof !

18 1/1/ eindhoven university of technology faculty of Computer Science 18 Ter afsluiting  IDaSS Practicum begint in week 2:  Haal IDaSS programma op!  Bekijk “short-form manual”  Assembly Practicum begint in week 5  Haal practicumhandleiding en programmatuur op!  Bestudeer hoofdstukken 1 en 2 uit handleiding  Installeer programmatuur  De “looplicht” demo doen mag, maar hoeft niet…  Zelfstudie niet vergeten!  hoofdstuk 1 en hoofdstuk 2 t/m sectie 2.4.1


Download ppt "1/1/ eindhoven university of technology faculty of Computer Science 2IC20:Computersystemen Week 1: overzicht computersysteem-organisatie."

Verwante presentaties


Ads door Google