ASK

1/26

Architektura

Systemów

Komputerowych

dr inż. Mariusz Kapruziak

[e-mail]

pok. 107, tel. [phone]

1. Wstęp

2/26

1

2

3

4

5

Architektura

Systemów

Komputerowych

dane

wyniki

?

informacja

Informacja

( )

( )

( )

1

log

log

b

b

i A

P A

P A

=

= −

Informacja jest miarą
niepewności pewnego zdarzenia

Środowisko z

losowymi

zdarzeniami

Środowisko z

losowymi

zdarzeniami

DETERMINISTYCZNY

SYSTEM

Przetwarzanie informacji

SYSTEM

LOSOWY

SYSTEM

LOSOWY

H. Nyquist (1920)

C. Shannon (1940)

1. Wstęp

3/26

1

2

3

4

5

dane

wyniki

„program”

Komputer – urządzenie które oblicza, zazwyczaj
realizowane jako programowalna maszyna elektroniczna.

Computer is a device

that compute

Answers.com

Architektura

Systemów

Komputerowych

Przetwarzanie informacji

Komputer – maszyna

matematyczna

Maszyna Turinga (1930)

Komputer (1623 Pascalina)

?

1. Wstęp

4/26

1

2

3

4

5

Teoria informacji

Informatyka (PL)
Informatik (DE)
Informatique (FR)

Architektura

Systemów

Komputerowych

Computer Science
(UK, USA)

Komputer – maszyna

matematyczna

Maszyna Turinga (1930)

Komputer (1623 Pascalina)

Informacja

( )

( )

( )

1

log

log

b

b

i A

P A

P A

=

= −

H. Nyquist (1920)

C. Shannon (1940)

ASK

2. Funkcje komputera

5/26

1

2

3

4

5

dane

Funkcje komputera

W. Stallings, Organizacja i architektura systemu komputerowego, WNT 2003

dane

wyniki

wyniki

?

dr. William Stallings (USA) – Ph.D. na MIT,

konsultant do spraw implementacji protokołów

sieciowych w systemach komputerowych oraz autor

wielu książek i publikacji dydaktycznych.

http://williamstallings.com/Biography.html

2. Funkcje komputera

6/26

1

2

3

4

5

Funkcje komputera

PRZENOSZENIE DANYCH

PRZECHOWYWANIE

DANYCH

PRZETWARZANIE

DANYCH

ZEWNETRZNYCH

PRZETWARZANIE

DANYCH

WEWNĘTRZNYCH

3. Struktura komputera

7/26

1

2

3

4

5

Struktura komputera

3. Struktura komputera

8/26

1

2

3

4

5

Struktura

komputera

CPU – Central

Processing Unit,

jednostka centralna

3. Struktura komputera

9/26

1

2

3

4

5

Architektura a organizacja

Architektura komputera – odnosi się do tych atrybutów
systemu, które są widzialne dla programisty. Atrybuty
te mają istotny wpływ na wykonanie programu.

Organizacja komputera – odnosi się do jednostek
„operacyjnych” i ich połączeń, które stanowią realizację
specyfiki typu architektury.

dr W. Stallings, Organizacja i architektura systemu komputerowego, WNT 2003

10/26

1

2

3

4

5

4. Komputer von Neumana

Organizacja komputera

R. Pełka, Mikrokontrolery, architektura, programowanie, zastosowania, WKŁ 2000

prof. Ryszard Pełka, profesor na

Wydziale Elektroniki WAT.

Działalność naukowa dotyczy

głównie przetworników czas-

cyfra.

http://ztc.wel.wat.edu.pl/pelka/Pelka.htm

11/26

1

2

3

4

5

4. Komputer von Neumana

Architektura von Neumanna a organizacja komputera

12/26

1

2

3

4

5

4. Komputer von Neumana

Architektura komputera – PIC16F84A

3

2

1

4

Instrukcja

Operacja

13/26

1

2

3

4

5

4. Komputer von Neumana

1 i 2 - Operacje na rejestrach

ADDWF F,d
ANDWF F,d
DECF F,d
DECFSZ F,d
MOVEF F,d
MOVWF F
RLF F,d
BSF F,b
BTFSS F,b

1) Dekodowanie instr.
2) Pobranie argumentów
3) Wykonanie (ALU)
4) Zapis wyników

1) PC->szyna; PC++
2) Odczyt FLASH
3) Wypełnienie IR
4) Zmiany IR i PC

zależne od danych

14/26

1

2

3

4

5

4. Komputer von Neumana

1 i 2 - Operacje na rejestrach

1) Dekodowanie instr.
2) Pobranie argumentów
3) Wykonanie (ALU)
4) Zapis wyników

1) PC->szyna; PC++
2) Odczyt FLASH
3) Wypełnienie IR
4) Zmiany IR i PC

zależne od danych

ADDWF F,d
ANDWF F,d
DECF F,d
DECFSZ F,d
MOVEF F,d
MOVWF F
RLF F,d
BSF F,b
BTFSS F,b

15/26

1

2

3

4

5

4. Komputer von Neumana

1 i 2 - Operacje na rejestrach

1) Dekodowanie instr.
2) Pobranie argumentów
3) Wykonanie (ALU)
4) Zapis wyników

1) PC->szyna; PC++
2) Odczyt FLASH
3) Wypełnienie IR
4) Zmiany IR i PC

zależne od danych

ADDWF F,d
ANDWF F,d
DECF F,d
DECFSZ F,d
MOVEF F,d
MOVWF F
RLF F,d
BSF F,b
BTFSS F,b

16/26

1

2

3

4

5

4. Komputer von Neumana

1 i 2 - Operacje na rejestrach

1) Dekodowanie instr.
2) Pobranie argumentów
3) Wykonanie (ALU)
4) Zapis wyników

1) PC->szyna; PC++
2) Odczyt FLASH
3) Wypełnienie IR
4) Zmiany IR i PC

zależne od danych

ADDWF F,d
ANDWF F,d
DECF F,d
DECFSZ F,d
MOVEF F,d
MOVWF F
RLF F,d
BSF F,b
BTFSS F,b

DECFZ, BTFSZ

DECFZ, BTFSZ

5. Otoczenie procesora

17/26

1

2

3

4

5

Przerwa !!!!!!

5. Otoczenie procesora

18/26

1

2

3

4

5

RA0

17

RA1

18

RA2

1

RA3

2

RB0/INT

6

RB1

7

RB2

8

RB3

9

RB4

10

RB5

11

RB6

12

RB7

13

VSS

5

MCLR

4

OSC1/CLKIN

16

RA4/T0CKI

3

OSC2/CLKOUT

15

VDD

14

U1

PIC16F84A-04/P

1

2

Y1

4MHz

22pF

C1

22pF

C2

GND

GND

10K

R1

+5V

GND

511R

R2

D1

+5V

+5V

Banalne otoczenie procesora

Zegar dla procesora

Reset

Zasilanie

Układ sterowany
przez procesor

5. Otoczenie procesora

19/26

1

2

3

4

5

Otoczenie procesora PC –

Ogólna architektura płyty głównej

FSB – Front Side Bus

Socket A (AMD)

100 MHz = FSB 200
133 MHz = FSB 266
166 MHz = FSB 333
200 MHz = FSB 400

Socket 478, 479, 775 (Intel)
100 MHz = FSB 400
133 MHz = FSB 533
166 MHz = FSB 667
200 MHz = FSB 800
266 MHz = FSB 1066
333 MHz = FSB 1333
400 MHz = FSB 1600

Marketing-MHz

Anatomia PC

5. Otoczenie procesora

20/26

1

2

3

4

5

DDR – Double Data Rate

AGB – Accelerated Graphics Port

ECC – Error Corecting Code

PCI – Peripheral Component Interconnect

AC97 – Audio Codec

5. Otoczenie procesora

21/26

1

2

3

4

5

Przykład płyty – proc. AMD

http://www.zdz.torun.pl/~psz/tolpa/plyty/plyty.htm

5. Otoczenie procesora

22/26

1

2

3

4

5

http://www.shift.sklep.pl/index.php?t=w&id=13974&idk=38

Przykład płyty – proc. AMD

5. Otoczenie procesora

23/26

1

2

3

4

5

Socket A = Socket 462

Wprowadzone w 2000 roku

AMD Athlon (650 MHz–1400 MHz)
AMD Geode NX (1500+-1750+)
AMD Athlon XP (1500+–3200+)
AMD Duron (600 MHz–1800 MHz)
AMD Sempron (2000+–3000+)
AMD Athlon MP (1000 MHz–3000+)

5. Otoczenie procesora

24/26

1

2

3

4

5

Inne popularne sockety

Intel

AMD

Socket 478 = FCPGA2 (2001 r.)

Socket 775 = Socket T (2004 r.)

Socket M = FCPGA6 (2006

r.)

Socket P - Micro-FCPGA

Socket 479 = micro-PGA479M

(2007

r.)

Socket 462 = Socket A (2000 r)

Socket 754 (2003 r)

Socket 939 (2004 r)

Socket AM2 (2006 r)

Socket AM2+

Socket AM3 (2007 r)

LGA 1156 – Socket H (2008r.)

LGA 1366 – Socket B (10.2008r.)

ASK

25/26

Polecana literatura

1) W. Stallings, Organizacja i architektura systemu komputerowego,
WNT 2003

Rozdział 1. Wstęp,

strony 19 - 27

2) R. Pełka, Mikrokontrolery, architektura, programowanie, zastosowania, WKŁ 2000

Rozdział 2. Budowa i zasada działania mikrokontrolera

strony 6 - 10

3) Piotr Metzger, Anatomia PC, Wydanie VI, Helion 2001

Rozdział 4. Układy otoczenia procesora

strony 215 - 219

4) Microchip PIC16F84A

5) J. Stokes, Inside the Machine, No Starch Press, 2007

6) P.E. Ceruzzi, A History of Modern Computing, The MIT Press 2003

Rozdział 7. Instruction Set Summary

strony 37 - 44

Rozdział 1. Basic Computing Concepts

strony 1 - 16

Rozdział 1. The Advent of Commercial Computing

strony 20 - 24

8 stron

4 strony

4 strony

7 stron

15 stron

4 strony

ASK

26/26

KONIEC

dr inż. Mariusz Kapruziak

[e-mail]

pok. 107, tel. [phone]