1 / 34

Den digitale maskine

Den digitale maskine. Agenda for i dag. Praktiske ting – 5min. 1600 - 1605. Boolsk algebra & ALU’er. 1605 - 1710. Pause – 10 min. 1710 - 1720. ALU’er & CPU’er. 1720 - 1825. B&C – 5 min. 1825 - 1830. Spise pause – 45 min. 1830 - 1915. Øvelser. 1915 - 2130. Praktiske ting.

hayley
Download Presentation

Den digitale maskine

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. Den digitale maskine

  2. Agenda for i dag Praktiske ting – 5min. 1600 - 1605 Boolsk algebra & ALU’er 1605 - 1710 Pause – 10 min. 1710 - 1720 ALU’er & CPU’er 1720 - 1825 B&C – 5 min. 1825 - 1830 Spise pause – 45 min. 1830 - 1915 Øvelser 1915 - 2130 IT-PO efterår 2002 - anders@ejlev.dk

  3. Praktiske ting • Uge 42 - ? • Baggrund for spørgsmålet • Et tilbud til jer .. IT-PO efterår 2002 - anders@ejlev.dk

  4. Hvad er vigtigt i dag … • Digitalisering • forstå hvorfor digitalisering er interessant som repræsentations metode og som intern arbejdsform for computere. • Hvordan ’digitalisering’ er udformet • Grundideen i opbygningen af en CPU • ALU • Registre • Operations coder • CISC vs. RISC IT-PO efterår 2002 - anders@ejlev.dk

  5. TOC • Lidt hurtig bools algebra • CPU opbygning • ALU & registre • Instruktions sæt • CISC vs. RISC • Adresse-rum • Begreber – clockfrekvens, cycles, pipelines Mips,Flops,… • Øvelser IT-PO efterår 2002 - anders@ejlev.dk

  6. Hvad er.…bud modtages ! • Binære tal ? • Hex-tal ? • Boolske udtryk ? • Algebra ? IT-PO efterår 2002 - anders@ejlev.dk

  7. Talsystemer og omregning • Decimal - grundtal = 10 -> 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 • Binære - grundtal = 2 -> 0,1 • Octale - grundtal = 8 -> 0,1,2,3,4,5,6,7 • Hexale - grundtal = 16 -> 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,a,b,c,d,e,f • 17(dec) = 1*101+7*100 = 10+7 • 101(bin) = 1*22+0*21+1*20 = 1*4+0*2+1 = 5 • F (hex) = 0*161+F*160 = 0*16+1*F = 15 IT-PO efterår 2002 - anders@ejlev.dk

  8. Omregning - igen • A) Fra binært til decimal • B) Windows er svaret ! IT-PO efterår 2002 - anders@ejlev.dk

  9. Bits og Bytes • Bits = b = ( 0,1 ) / Bytes = B = 8*b ( 8 bits ) • 1KBytes = 1024 bits – øhhh • 1MB = 1024KB ..etc.. IT-PO efterår 2002 - anders@ejlev.dk

  10. Boolsk Algebra • Algebra • ( Lat. af Arab ) genforening/kombinationer • Bogstavregning, operationslære • Boolsk • Sand eller falsk ( boolean ) • Boolsk-algebra • Efter eng. Matematiker/logiker - George Bool (1815-1864) • logiske-filosofiske systemer udtrykt i symboler IT-PO efterår 2002 - anders@ejlev.dk

  11. Algebra – in reallife • AND,, OR, INV –gates er små byggesten med forskellig opførsel ! • NAND,NOR • Skema over udfaldsrum IT-PO efterår 2002 - anders@ejlev.dk

  12. Algebra – gates • AND, NAND, OR, INV –gates er små byggesten med forskellig opførsel ! • AND+INV=NAND IT-PO efterår 2002 - anders@ejlev.dk

  13. Algebra – gates i kombinationer • Vi sætter dem sammen - og får nye ”maskiner” • Den indeholder: • 2*inv • 2*and-gate • 1*or-gate IT-PO efterår 2002 - anders@ejlev.dk

  14. Algebra – gates i kombinationer • Vi fortolker maskinen’s komponenter Ia Ib Aa Ab IT-PO efterår 2002 - anders@ejlev.dk

  15. Hvad er.…bud modtages ! • CPU, ALU ? • Registre ? • Operations koder ? • CISC / RISC ? IT-PO efterår 2002 - anders@ejlev.dk

  16. Fra gates til ALU. Funktions-code • Input A og B • Output Q • Operation F0 ogF1 • Overløb Overløb A Maskine Q B IT-PO efterår 2002 - anders@ejlev.dk

  17. Fra 1 bits adder til en 8 bits adder • 8*1 bits apper IT-PO efterår 2002 - anders@ejlev.dk

  18. Vi kender nu en ALU Input: A og B Functioncode: F0 og F1 Output: F(A,B) N: resultat Negativt Z: resultat Zero IT-PO efterår 2002 - anders@ejlev.dk

  19. ALU og registre IT-PO efterår 2002 - anders@ejlev.dk

  20. ALU og data – ”tag bussen !” IT-PO efterår 2002 - anders@ejlev.dk

  21. Simpel version af 68000 CPU IT-PO efterår 2002 - anders@ejlev.dk

  22. Instruktionsæt / Instructionset Simpelt format med 3 grundliggende former IT-PO efterår 2002 - anders@ejlev.dk

  23. Muligheder med et instruktions sæt IT-PO efterår 2002 - anders@ejlev.dk

  24. RISC – en anden tilgangs vinkel • Design kriterier • De mest brugte operationer ( key operations ) • ( assign,if,call > < loop, goto, other – 3x -> 8x ) • Design til optimal data tilgang • Optimer for de mest bruget operationer udfra datatilgang. • Tilføj kun hvis det ikke nedsætter hastighed • Gentag processen for andre ressourcer IT-PO efterår 2002 - anders@ejlev.dk

  25. CISC / RISC • CISC - Complex Instruction Set Computer • RISC – reduced Instruction Set Computer IT-PO efterår 2002 - anders@ejlev.dk

  26. CISC /RISC eksempler IT-PO efterår 2002 - anders@ejlev.dk

  27. RISC/CISC Hastighed – et par eksempler IT-PO efterår 2002 - anders@ejlev.dk

  28. Hastighed - igen • Men der er andre hastigheds faktorer: • Faktisk måling eller Oplevelsen • Operativsystemet • E2E - Wall2wall • Applikations typen ( client, frontend, broker, backend ) • Compiler’en – sprogvalg,…. • Optimering i applikationen – design kriterier IT-PO efterår 2002 - anders@ejlev.dk

  29. Begreber • ClockFrekvens ( klokken er en trigger ) • Omdrejnings hastigheden i en CPU • MIPS • Million Instructions Per Second • ”Mis Information Performance Statistics” • FLOPs • FLoting Point operation • Stack • Et midlertidigt lager efter ”lifo” princippet. • Pop, Push IT-PO efterår 2002 - anders@ejlev.dk

  30. Begreber 2 • Pipeline • En fødekanal, forberedte aktiviteter • Adresserum: • 16 bits -> • 32 bits -> • 64 bits -> IT-PO efterår 2002 - anders@ejlev.dk

  31. Det vigtigste 1) Binæretal + boolsk algebra -> boolske kredse -> ALU 1b) ALU’er + diverse. -> CPU 1c) CPU=ALU’er,busser,registre…. 2) Boolsk håndtering er vigtigt i AL programmering. ( validering, IF..betinget statements ) 3) CPU findes i flere typer - (RISC,CISC) - forskellig forhold til instruktioner - Hastighed er subjektiv vi har til alle tider forsøgt at bruge til objektiv - sammenligning ! IT-PO efterår 2002 - anders@ejlev.dk

  32. Til godnat-læsningen • Andrew Tanenbaum • www.mkdata.dk - Meget ( mange sider ) og meget pædagogisk om hardware • http://www.howstuffworks.com - meget pædagogisk gennemgang af computerens interne opbygning og logiske funktion.  • http://www.intel.com/education/teachtech/learning/mpuworks/intro.htm "How microprocessors work" fra Intel - rigt illustreret - del af et meget omfattende undervisningsprogram.  • CICS vs. RISC - en lille kort artikkel  http://cpusite.examedia.nl/docs/cisc_vs_risc.html • Nye standarder for PC faciliteter på vej - sjov lille artikel ( PC'en årgang  2003 )  http://www.pcworld.dk/default.asp?Mode=2&ArtikelID=3206 IT-PO efterår 2002 - anders@ejlev.dk

  33. B&C • B’s IT-PO efterår 2002 - anders@ejlev.dk

  34. B&C • C’s IT-PO efterår 2002 - anders@ejlev.dk

More Related