Устройство управления ; Арифметико – логическое устройство. Регистры процессорной памяти. - презентация

1

2

3

4 Устройство управления ; Арифметико – логическое устройство. Регистры процессорной памяти.

5 Регистры памяти Устройство управления Арифметико - логическое устройство

6

7 количество элементарных операций, выполняемых за одну секунду. Производительность определяет быстродействие компьютера в целом.

8 Такт количество тактов в секунду ( Такт – чрезвычайно малый промежуток времени, измеряемый микросекундами, в течении которого может быть выполнена элементарная операция ). Единица измерения тактовой частоты – Гц (герц) Для современных компьютеров тактовая частота измеряется от сотен мегагерц (1 МГц=1000 Гц) до нескольких гигагерц ( 1ГГц=1000 МГц)

9 1 – 3 Сердце человека бьётся с частотой Гц, то современные процессоры работают с тактовой частотой свыше 1000 мегагерц ( МГц ), то есть более 1 гигагерц ( Г Г ц ).

10 Управлять работой ЭВМ по заданной программе ; Выполнять операции обработки информации.

11 Процессоры работают с огромной скоростью. Всего за одну секунду они в состоянии произвести несколько миллионов рабочих тактов. Количество тактов в секунду называется частотой.

12 В настоящее время процессоры не обходятся без охлаждения ( специальных вентиляторов ), так как при работе они сильно нагреваются.

13 Pentium Pentium Pro Celeron Pentium ||| Xeon Pentium ||| Pentium || XEON Pentium ||

14 Частота ( Мгц ) Год выпуска Описание - соответствует минимальным требованиям для работы с Windows При частоте 133 и меньше понадобится больше оперативной памяти.

15 Частота ( Мгц ) Год выпуска Описание - процессор, пригодный для работы с 32 – битовыми программами

16 Частота ( Мгц ) – 450 Год выпуска Описание - Процессор Pentium Pro с технологией ММХ, которая позволяет работать с графикой и видео быстрее, чем на обычном Pentium.

17 Частота Год выпуска Описание - модернизированный вариант Pentium || для серверов.

18 Частота ( Мгц ) Год выпуска Описание - работает медленнее, чем Pentium ||, но стоит гораздо дешевле и вполне пригоден для работы.

19 Частота ( Мгц ) – 550 Год выпуска Описание - это лучший высокоскоростной процессор.

20 Частота ( Мгц ) – 550 Год выпуска Описание - оптимизированный под сервер.

21 Частота ( Мгц ) - 2,26 Год выпуска Описание - Большая скорость обмена данными, процессор более производительный.

22

23 Главная цель применения Hyper- Threading не выполнение двух ( нескольких ) задач одновременно, а максимально возможная загрузка процессорных ресурсов. Процессоры, выполненные по технологии Hyper-Threading, одновременно обрабаты - вать две ( несколько ) нитей процессов, состоящие из потоков данных и команд двух ( нескольких ) разных приложений или различных частей одного.

24

25 Оранжевые и зеленые блоки работают, серые простаивают. 1 выполнение 1 нити на обычном процессоре ; 2 выполнение 2 нитей на 2 разных процессорах стандартной 2- процессорной системой ; 3 одновременное выполне - ние 2 нитей на 1 процессоре с технологией Hyper-Threading; 4 выполнение 4 нитей на 2 процессорах 2- процессор - ной системы с технологией Hyper- Threading

26

27 Трудозатраты проектирования Модульность и масштабируемость Энергопотребление и производительность SWaP = P / ( W:S ) Мощность отдельного ядра Другая формулировка закона Мура (А.Агарвал) Упрощение ядер. Децентрализация. Транзакционная память. Языки программирования

28 Двухъядерная 64-битная архитектура За основу ядра взято ядро Pentium Pro Широкое динамическое исполнение Разделяемый КЭШ 2го уровня Поддержка мультимедиа Micro-ops fusion и Macrofusion Энергосберегательная система

29 Intel Wide Dynamic Execution (14 стадий конвейера, до 4 х инструкций за такт в каждом ядре ) Intel Smart Memory Access ( Оптимизация доступа к памяти, в т. ч. Memory Disambiguation) Intel Advanced Smart Cache ( Общий КЭШ 2 го уровня, динамически распределяемый между ядрами ) Intel Advanced Digital Media Boost (128- битный SSE, расширенный набор команд ) Intel Intelligent Power Capability Сниженное энергопотребление Micro-ops fusion и macrofusion

30 L1 DCache 32K 8-way L1 ICache 32K 8-way L2 Cache 4M / 2 Cores ITLB 128 ent DTLB 256 ent Устройства 5 Integer 3 ALU + 2 AGU 2 Load/Store (1 Load + 1 Store) 4 FP (FADD + FMUL + FLOAD + FSTORE) 3 SSE (128 bit)

31 Команды программы выполняются специальными электронными схемами, состоящими из десятков или сотен тысяч вентелей.

32 Команда обрабатывает информацию не по одному биту, а одновременно группами по 8, 16, 32 и 64 бита.

33 Это число одновременно обрабатываемых битов. Вместе с быстродействием ( числом выполняемых команд в секунду ) разрядность характеризует объём информации, перерабатываемой процессором ЭВМ в единицу времени.

34 Это последовательность работы процессора при выполнении программы. Алгоритм : - нач выбрать первую команду программы - пока не команда « ОСТАНОВ », повторять - нц выполнить команду выбрать следующую команду программы - кц - кон

35 Процессор имеет небольшую собственную память. Часть этой памяти называется Счётчиком Команд и содержит неотрицательное целое число – адрес следующей машинной команды, которую будет выполнять процессор.

36 Ещё одна часть собственной памяти процессора называется Слово Состояния Процессора ( ССП ). При выполнении всех команд сложения, вычитания и т. д. в ССП запоминается знак S результата команды : Если результат меньше 0, то S= -1, Если результат равен 0, то S =0, Если результат больше 0, то S = +1

37 Среди команд процессора есть команды, которые изменяют значение Счётчика Команд. Такие команды называются командами перехода. Команды перехода меняют или не меняют СК в зависимости от величины S, запомненной в ССП.

38 Процессор начинает выполнение программы с её первой команды. Алгоритм работы процессора носит циклический характер. Работа заканчивается выходом на команду « остановка ».