1 / 15

Katedra počítačov a informatiky, Fakulta elektrotechniky a informatiky,

Princípy počítačového inžinierstva prof. Ing. Liberios Vokorokos, PhD, Ing. Branislav Madoš, PhD. Katedra počítačov a informatiky, Fakulta elektrotechniky a informatiky, Technická univerzita v Košiciach. Obsah. Zbernicová organizácia počítača Procesor Vykonávanie strojových inštrukcií

ava-horn
Download Presentation

Katedra počítačov a informatiky, Fakulta elektrotechniky a informatiky,

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. Princípy počítačového inžinierstva prof. Ing. Liberios Vokorokos, PhD, Ing. Branislav Madoš, PhD. Katedra počítačov a informatiky, Fakulta elektrotechniky a informatiky, Technická univerzita v Košiciach

  2. Obsah • Zbernicová organizácia počítača • Procesor • Vykonávanie strojových inštrukcií • Pamäťový podsystém • Primárne pamäte • Sekundárne pamäte • Základné komponenty osobného počítača Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 9.

  3. Zbernicová organizácia počitača(1) • Zbernica je spojovací systém ČP – umožňuje prenášať signály medzi zariadeniami – trojstavové systémy majú stav s vysokou impedanciou • Informácie prenášané zbernicami • Adresová zbernica – adresy pripojených zariadení • Údajová zbernica – inštrukcie a údaje • Riadiaca zbernica – riadiace a stavovo-informačné slová • Osobné počítače • Systémová zbernica - prepája CPU a RAM • V/V zbernice – prepájajú CPU s ostatnými zariadeniami • Riadenie prenosu dát zbernicou • RJ – riadiaca jednotka CPU • AZB – arbiter zbernice Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 9.

  4. Procesor(1) • Hlavným komponentom ČP je centrálna procesorová jednotka (CPU) • Univerzálne procesory • Problémovo orientované procesory – komponenty univerzálnych systémov – V/V procesory, koprocesory • Špecializované procesory – signálové procesory • Programová (riadiaca jednotka) – PCU • Koordinuje všetky ostatné jednty počítača • Oranizuje presuny dát z a do VVZ, pamätí a registrov • Špecifikuje, ktoré operácie sa budú vykonávať v ALU • Aritemticko logická jednotka – ALU • Vykonáva výpočtové operácie • Skladá sa zo sčítačiek, počítdiel, registrov • Numerické a logické operácie Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 9.

  5. Vykonávanie strojových inštrukcií(1) • Strojové inštrukcie si vyžadujú pre svoje vykonanie 1 a viac strojových cyklov SC • Vykonávanie inštrukcií je možné rozdeliť do operácií inštrukčného cyklu • Fázy vykonania inštrukčného cyklu • Fáza výberu inštrukcie (Fetch) – RJ okopíruje inštrukciu z pamäte do CPU • Fáza dekódovania inštrukcie (Decode) – RJ určí typ inštrukcie • Fáza výberu operandu (Fetch Operands) – RJ zabezpečí operácie čítania operandov • Fáza vykonania inštrukcie (Execute) – ALU vykoná inštrukcie • Fáza uloženie výsledku (Store) – RJ zabezpečí uloženie výsledku vykonania inštrukcie • Možnosť zreťazeného vykonávania inštrukcií - pipelining Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 9.

  6. Pamäťový podsystém(1) • Pamäťový podsystém počítača je určený pre programy a dáta • Má hierarchickú štruktúru Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 9.

  7. Pamäťový podsystém(2) • Procesorové registre • sú umiestnené priamo v čipe, • Najrýchlejšia pamäť v počítači – najkratšia prístupová doba • Dočasné úložisko informácií • Cache pamäte (vyrovnávacie pamäte) • Kompenzuje rozdiel medzi prístupovými dobami registrov a operačnej pamäte počítača • Hierachia chache pamätí L1, L2, L3 Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 9.

  8. Pamäťový podsystém(3) • Hlavná pamäť počítača (operačná pamäť) • Obsahuje vykonávané programy a ich dáta • Procesor môže manipulovať iba s údajmi uloženými v hlavnej pamäti • Väčšia kapacita a dlhšia prístupová doba ako registre a cache pamäte • Externá pamäť (sekundárna pamäť) • Ukladanie práve nevyužívaných programov a dát • Prístupná ako V/V zariadenie • Väčšia kapacita a dlhšia prístupová doba ako hlavná pamäť počítača Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 9.

  9. Pamäťový podsystém(4) • Klasifikácia pamätí podľa typu prístupu k informáciám • Náhodný prístup do pamäte (Random Access Memory - RAM) - čas čítania a zápisu nie je závislý od miesta v pamäti, kde je informácia uložená • Sekvenčný prístup do pamäte (Sequential Access Memory - SAM) – čas čítania a zápisu záleží od miesta v pamäti, kde je informácia uložená • Obsahový prístup do pamäte – (Content Access Memory - CAM) – získanie informácie je založené na časti informácie, ktorá predstavuje adresu • Podľa spôsobu zápisu do pamäte • Pamäť s nemeniteľným obsahom (Read Only Memory - ROM) – iba čítanie • Pamäť s možnosťou čítania/zápisu (Read/Write Memory - RWM) – čítanie a zápis Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 9.

  10. Pamäťový podsystém(5) • Pamäťové obvody pamätí typu ROM • ROM – Read Only Memory – informácie zostávajú zapísané aj po odpojení od zdroja energie. Obsah pamäte je nemeniteľný, dodaný výrobcom pamäte. • PROM – Programmable Read Only Memory – informácia je zapísateľná do obvodu práve raz, napaľovaním PROM pamäte, pamäťovým elementom je „poistka“. • EPROM – Erasable Programmable Read Only Memory – prepísateľné pamäte ROM, informácia sa maže pomocou UV svetla. • EEPROM – Electrically Erasable Programmable Read Only Memory – prepisovateľná ROM pamä, informácia sa maže pomocou elektricky Flash pamäte – sú druhom EEPROM pamätí Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 9.

  11. Pamäťový podsystém(6) • Pamäťové obvody pamätí typu RWM • SRAM – Statické RAM – udržiava obsah, pokiaľ je napojená na zdroj energie, zložená z tranzistorov, pomalšia ako registre, slúži na konštruovanie cache pamätí, deštruktívne čítanie. • DRAM – Dynamické RAM – udrživa obsah, pokiaľ je napojená na zdroj energie, zložená z kondenzátorov, slúži na konštruovanie hlavnej pamäte počítača, nutnosť obnovovacieho obvodu • Pamäťové moduly • DIP – Dual Inline Package • SIMM – Single Inline Memory Module • DIMM – Dual Inline Memory Module • RIMM – Rambus Memory Module Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 9.

  12. Pamäťový podsystém(7) • Sekundárna pamäť • nie je nestabilná • Pomalšia ako primárna pamäť • Drahšia ako primárna pamäť • Viacero pamäťových zariadení v počítači Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 9.

  13. Pamäťový podsystém(8) • Technológia sekundárnej pamäte • Magnetická technológia • Floppy disk 5,25“, 3,5“, kapacita do 1,44 MB • Pevný disk – Hard Disc Drive – HDD - kapacita od GB po TB • Magnetická páska – ekvenčné médium • Optická technológia • CD – Compact Disc – kapacita 650, 700, 800 MB • DVD – Digital Versatile Disc - 4,7 GB – 17 GB • BD – Blu-Ray Disc 25 GB na vrstvu • Polovodičová technológia • SSD – Solid State Disc – kapacita v GB Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 9.

  14. Základné komponenty osobného počítača • Medzi základné komponenty osobného počítača patria • Mikroprocesor • Pamäťové moduly • Základná doska • Napájací zdroj • Grafická karta Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 1.

  15. Ďakujem za pozornosť

More Related