Prawo Moore'a (założyciel firmy Intel, Gordonow Moore) liczba tranzystorów w układzie scalonym podwaja sie co 18 miesięcy.
Model von Neumanna
Polega na ścisłym podziale komputera na trzy podstawowe części:
* procesor (w ramach którego wydzielona bywa część sterująca oraz część arytmetyczno-logiczna)
* pamięć komputera (zawierająca dane i sam program)
* urządzenia wejścia/wyjścia
Postulaty:
*Wspólna pamięć do przechowywania zarówno instrukcji jak i danych.
*Pamięć jednowymiarowa złożona z kolejno ponumerowanych komórek o jednakowej wielkości
*Brak jawnego rozróżnienia instrukcji i danych
*Brak jawnej specyfikacji typu danych
*Praca sekwencyjna
Algebra Boole'a:
A1: x+0=x element neutralny
A2: x*1=x element neutralny
A3: x+(¬x)=1 uzupełnienie
A4: x*(¬x)=0 uzupełnienie
A5: x+y=y+x przemienność
A6: x*y=y*x przemienność
A7: (x + y) + z = x + (y + z) łączność
A8: (x y) z = x (y z) łączność
A9: x (y + z) = x y + x z rozdzielność
A10: x + y z = (x + y) (x + z) rozdzielność
T1: x+x=x T2: x*x=x T3: x+1=1
T4: x*0=0 T5: ¬(x+y)=(¬x)*(¬y)
T6: (¬x)*(¬y)= ¬(x+y) T7: x+(x*y)=x
T8: x*(x+y)=x T9: ¬(¬x)=x
ISA
Budowa I współdzielenie poszczególnych elementów systemy komputerowego widzianego przez programistę, stosującego język maszynowy. W skład wchodzi:
1.Model pamięci
*Rozmiar jednostki alokacji
*Zasady stosowania wyrównania
*Jedno lub wielowymiarowość pamięci
2.Rejestry
*Rejestry ogólnego przeznaczenia
*Rejestry ogólnego przeznaczenia zmiennoprzecinkowe
*Rejestry specjalizowane
3.Typy danych
*Liczbowe -całkowite -zmiennoprzecinkowe
-BCD liczby dziesiętne, w których każda cyfra jest kodowana dwójkowo *Nieliczbowe
4.Formaty instrukcji
*Stałej/zmiennej długości
*Liczba operandów w tym liczba dopuszczalnych argumentów w pamięci operacyjnej
*Zasady stosowania przedrostków
*Położenie, długość i sposób kodowania poszczególnych instrukcji
5.Typy instrukcji
*Architektura Load/Store czy argumenty dla operacji Alu mogą znajdować się w PAO
*Przesyłanie danych *Arytmetyczne *Logiczne
*Przesunięć arytmetycznych, logicznych, cyklicznych
*Skoki bezwarunkowe/warunkowe, pętle, wywołania
6.Tryby adresowania argumentów
7.Konwencja korzystania z usług systemowych
*Big endian- to forma zapisu danych, w której najbardziej znaczący bajt umieszczony jest jako pierwszy
*Little endian
Charakterystyka CISC
Istotą architektury CISC jest to, iż pojedynczy rozkaz mikroprocesora, wykonuje kilka operacji niskiego poziomu.
duży zbiór instrukcji
dużo (nieużywanych) trybów adresowania
kody instrukcji o zmiennej długości
wyspecjalizowane rejestry
łatwiejsze kodowanie w językach Asemblerowych
Charakterystyka RISC
mała liczba instrukcji
proste tryby adresowania
kod instrukcji mieszczący się w słowie procesora
dużo uniwersalnych rejestrów procesora
jedynie store i load na danych w pamięci
polokowanie
RAM (pamięć o dostępie swobodnym) - podstawowy rodzaj pamięci cyfrowej. Choć nazwa sugeruje, że oznacza to każdą pamięć o bezpośrednim dostępie do dowolnej komórki pamięci. W pamięci RAM przechowywane są aktualnie wykonywane programy i dane dla tych programów oraz wyniki ich pracy.
SRAM - statyczna pamięć o dostępie swobodnym - typ pamięci półprzewodnikowej stosowanej w komputerach, służy jako pamięć buforująca między pamięcią operacyjną i procesorem.
DRAM - rodzaj ulotnej pamięci półprzewodnikowej o dostępie swobodnym, której bity są reprezentowane przez stan naładowania kondensatorów. Pamięci dynamiczne najczęściej łączone są w dwuwymiarowe tablice adresowane numerem wiersza i kolumny, co pozwala ograniczyć liczbę wymaganych linii adresowych i przyspiesza sekwencyjny odczyt danych umieszczonych w kolejnych komórkach tego samego wiersza pamięci.
BIG ENDIAN format zapisu, gdzie najbardziej znaczący bit jest jako 1-szy.
Czas dostępu od zadania dostępu do wystawienia danej
Czas cyklu pamieci
czas cyklu + czas dostepu + czas regenracji
regeneracja odświeżanie
dostęp sekwencyjny cykliczny
MIKROPROGRAMOWANIE:
-rozkaz = mikroprogram
-mikroprogram składa się
z mikrorozkazów
-mikrorozkaz - ciąg mikrooperacji wykonywanych w czasie jednego cyklu (nie mylić z cyklem rozkazowym)
-cykl składa się z taktów
-mikrooperacja to niepodzielna atomowa operacja jaką procesor może wykonać w jednym takcie, bądź kilku taktach
-jedna komórka pamięci (wiersz) stanowi mikrorozkaz (stąd czas wykonania jednego mikrorozkazu to cykl)
IDEA:
-technika realizacji sterowania centralnego na poziomie niższym niż poziom języka assemblera
-każdy rozkaz jest realizowany jako ciąg mikrooperacji zgrupowanych w mikrorozkazy
-ciąg mikrorozkazów tworzy mikroprogram, który stanowi realizację rozkazu z listy rozkazów procesora
-mikrooperacja - atomowa, niepodzielna operacja typu prześlij, dodaj, porównaj …
mikroprogramy są zapisane w pamięci sterującej zwanej też pamięcią stałą, czy pamięcią mikroprogramu
-mikroprogramy wszystkich rozkazów są zapisane w pamięci sterującej
mikroprogramowanie:
-poziome -pionowe
-hybryda (poziomo-pionowe, pionowo-poziome)
Rejestry i struktury związane ze sterowaniem:
-rejestr rozkazu (RR, IR)
-rejestr licznika rozkazów (LR, PC, IP)
-rejestr buforowy pamięci (MBR, RBP)
-rejestr adresowy pamięci (MAR, RAP)
-stos
REJESTR ROZKAZU:
-przechowuje kod rozkazu
-po zdekodowaniu zawartości rejestru rozkazów sterowanie generuje odpowiednie sygnały sterujące
LICZNIK ROZKAZÓW:
-rejestr, którego zawartością jest adres następnego rozkazu do wykonania (adres komórki pamięci, w której zapisany jest kod ciąg binarny, który po załadowaniu do rejestry rozkazów będzie zdekodowany i wykonany)
REJESTR BUFOROWY PAMIĘCI:
-zawartość tego rejestru jest:
--przy operacji odczytu z pamięci - daną pobraną z komórki pamięci o adresie wskazywanym przez rejestr adresowy pamięci
--przy operacji zapisu do pamięci - daną do zapisania do komórki pamięci
o adresie wskazywanym przez rejestr adresowy pamięci
REJESTR ADRESOWY PAMIĘCI:
-zawartość tego rejestru:
--przechowuje adres komórki do której procesor realizuje dostęp:
---zapis (dana do zapisu jest w rejestrze buforowym pamięci)
---odczyt (dana po zakończeniu operacji odczytu będzie w rejestrze buforowym pamięci)
SYSTEM OPERACYJNY:
-oprogramowanie zarządzające sprzętem
-środowisko do uruchamiania i kontroli programów
-oprogramowanie do komunikacji między użytkownikiem a sprzętem
-zawiera pewne zasoby do wykorzystania przez użytkownika
i programy (np. system plików
SYSTEM KOMPUTEROWY:
-sprzęt komputerowy -oprogramowanie systemowe
-system operacyjny -sterowniki urządzeń
SYSTEM INFORMATYCZNY:
-system komputerowy -oprogramowanie użytkowe
SYSTEM INFORMACYJNY:
-wytwarzający -przetwarzający -przechowujący
-przesyłający informację
KOMPUTER:
-urządzenie elektroniczne
-służy do wprowadzania, przechowywania, przetwarzania i wyprowadzania informacji
-działa w oparciu o przechowywany w pamięci program, który określa kolejność wykonywania rozkazów (instrukcji) w celu realizacji określonego zadania