1. Jak dziala komputer

- wykonuje sekwencje rozkazow

- lokalizacja kolejnego rozkazu - licznik rozkazów PC

- lokalizacja pierwszego rozkazu - ustalona przez wytwórcę

- wykonanie skoku - przeładowanie licznika rozkazów

- gdzie znajduje się rozkazy (kody rozkazów) w pamięci operacyjnej (głownej ) komputera

- co to jest pamięć op. - uporządkowany zbiór jednostek informacji (słów)

- jak przebiega przetwarzanie kodu rozkazu - etapami:

- pobranie kodu rozkazu z pamięci (adres podaje licznik rozkazów - PC) do rejestru rozkazow

- dekodowanie - w celu wytworzenia: sygnałów sterujących (co należy wykonać), oraz wskazania argumentów - w pamięci operacyjnej lub rejestrach procesora (każdy procesor ma co najmniej 1 rejestr argumentów - akumulator) lub w kodzie rozkazu (arg. natychmiastowy)

- dostarczenie argumentów do jednostki wykonawczej (najprostszą jest ALU, inne FPU, SSE, MMX, ….) - z pamięci lub rejestru lub wytworzenie pełnego kodu argumentu z kodu skróconego

- wytworzenie wyniku

- przechowanie wyniku

2. PAMIĘĆ główna

Koncepcyjnie:

• Uporządkowany zbiór słów

• Każde słowo ma przypisany kolejny numer (adres) - może być wartością w dowolnym kodzie jednoznacznie reprezentującym liczby całkowite(NB, U2, kod spolaryzowany)

• Rozmiar każdego słowa jest taki sam

• Słowa nie mają żadnych etykiet

• Interpretacja słowa z pamięci jest zadaniem i wyłącznym prawem procesora - zależy od bieżącego stanu przetwarzania

Strukturalnie:

• Zbiór komórek (naproszą komórką pamięci to ładunek elektryczny w pojemności „pasożytniczej” tranzystora MOS, albo przerzutnik )

3. ADRESOWANIE

Tryb adresowania - sposób (przepis) wytworzenia adresu w przestrzeni logicznej

Przestrzeń logiczna:

- zbiór wszystkich możliwych lokacji, których adres można wytworzyć programie, zależy od rozmiaru wskaźników adresowych

Adresowanie bezpośrednie

- argument jest dostępny w kodzie rozkazu (adresowanie natychmiastowe, adresowanie przez domniemanie - zero elementowe) np. pomnóż przez rejestr Bx - zaw rej A

- argument jest wskazany w kodzie rozkazu - w rejestrze lub komórce pamięci

Adresowanie pośrednie(zawsze dotyczy słowa w pamięci):

- adres argumentu jest wyspecyfikowany w kodzie rozkazu, czyli wskazane są argumenty niezbędne do wytworzenia adresu 1 lub 2 rejestry GPR, stała przemieszczenia, wsp. skalowania

4. PAMIĘĆ PODRĘCZNA

Zasada lokalności

Co to jest PP (cache)

• bufor pamięci podręcznej

• mała pojemność (w porównaniu z pamięcią operacyjną PAO, (RAM) )

• krótki czas dostępu

• organizacja asocjacyjna (skojarzeniowa)

• niezbędne jest etykietowanie informacji w PP

• odwzorowanie - zbiór słów (bajtów) z PAO w zbiór słów w cache

• jednoznaczne - każde słowo z PAO można skopiować tymczasowo tylko w jednej lokacji cache

• sposoby odwzorowania - całkowicie skojarzeniowe (fully associative), bezpośrednie (direct mapped) lub (wielodrożne) blokowo - skojarzeniowe (set associative)
  z przeplotem (do danej lokacji są przypisane słowa odległe od siebie o wielokrotn ość stałej 2ⁿ ) lub bez przeplotu (do lokacji przypisanych jest m=2^p kolejnych słów)

cechy odwzorowań:

• całkowicie asocjacyjne

• totalny chaos- każde słowo może być w dowolnej lokacji

• strategie obsługi - niewymyślne, byle jak i zawsze poprawnie

• problem bardzo długi czas wyszukiwania słowa

• bezpośrednie

• pełny porządek - każde słowo z wyróżnionego podzbioru w PAO może być skopiowane w ściśle ustalonej lokacji

• strategie obsługi - związane z częstością użycia słów w różnych lokacjach

• problem - konflikt odwzorowania - efekt ping-ponga

• blokowo skojarzeniowe - kompromis

• pełny chaos w podzbiorach cache, porządek na poziomie podzbiorów (bloków) cache

• każde slowo z wyróżnionego podzbioru w PAO może być skopiowane

4. PAMIĘĆ PODRĘCZNA - obsługa

• problem spójności - zapewnienie kontroli stanu każdej linii cache

• model MESI

• zagrożenie spójności - akcja procesora/sterownika DMA

• strategie obsługi

• działania

• wypełnienie linii

• odczyt

• zapis - tryby zapisu: WT(skrośny), CB(lokalny), a także WO (pierwszy WT, następne CB)

• unieważnienie linii

PROCESY

• Blok sterujący - element systemowej struktury danych (opis procesu) - „zgrubny” opis procesu

• Informacje niezbędne do identyfikacji procesu

• Zapotrzebowanie na pamięć (rozmiar zbioru roboczego)

• Wskaźnik kontekstu procesora

• (wskaźnik kontekstu pamięci)

• kontekst procesora (systemowa struktura danych) - stan rejestrów procesora oraz wskaźników różnych powiązań

• kontekst pamięci (systemowa struktura danych) - opis odwzorowania logicznej przestrzeni adresowej procesu w pamięci operacyjnej (słów w partycji procesu) lub stan słów pamięci (np. na dysku)

WYKONIANIE ROZKAZU

Etapy cyklu rozkazowego

Komunikacja z pamięcią

Działania podstawowe

- notaca asemblerowa - działanie argument, (argument) wynik

- sposób wykonania - wytworzenie warunków i sygnalizacja wyjątków wykonania

- algorytmy działań złożonych

[e-mail]