Den digitale maskine.

Den digitale maskine

Agenda for i dag 1600 - 1605 Boolsk algebra & ALU’er 1605 - 1710
Praktiske ting – 5min. Boolsk algebra & ALU’er Pause – 10 min. ALU’er & CPU’er B&C – 5 min. Spise pause – 45 min. Øvelser August 2002 IT-PO efterår

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

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 August 2002 IT-PO efterår

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

Hvad er.…bud modtages ! Binære tal ? Hex-tal ? Boolske udtryk ? Algebra ? August 2002 IT-PO efterår

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 August 2002 IT-PO efterår

Omregning - igen A) Fra binært til decimal B) Windows er svaret ! 3-bin 2-bin 1-bin dec 1 2 3 4 5 6 7 August 2002 IT-PO efterår

Bits og Bytes Bits = b = ( 0,1 ) / Bytes = B = 8*b ( 8 bits ) 1KBytes = 1024 bits – øhhh 1MB = 1024KB ..etc.. 8 7 6 5 4 3 2 1 28 27 26 25 24 23 22 21 256 128 64 32 16 1024 512 August 2002 IT-PO efterår

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

Algebra – in reallife AND,, OR, INV –gates er små byggesten med forskellig opførsel ! NAND,NOR Skema over udfaldsrum A B Q 1 August 2002 IT-PO efterår

Algebra – gates AND, NAND, OR, INV –gates er små byggesten med forskellig opførsel ! AND+INV=NAND A B Q 1 A B Q 1 A B Q 1 August 2002 IT-PO efterår

Algebra – gates i kombinationer
Vi sætter dem sammen - og får nye ”maskiner” Den indeholder: 2*inv 2*and-gate 1*or-gate August 2002 IT-PO efterår

Algebra – gates i kombinationer
Vi fortolker maskinen’s komponenter A B Ia Ib Aa Ab Q Input A+Ia B+Ib Aa+Ab 1 Ia Ib Aa Ab August 2002 IT-PO efterår

Hvad er.…bud modtages ! CPU, ALU ? Registre ? Operations koder ? CISC / RISC ? August 2002 IT-PO efterår

Fra gates til ALU. Funktions-code Overløb A Maskine Q B Input A og B Output Q Operation F0 ogF1 Overløb August 2002 IT-PO efterår

Fra 1 bits adder til en 8 bits adder
8*1 bits apper August 2002 IT-PO efterår

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

ALU og registre August 2002 IT-PO efterår

ALU og data – ”tag bussen !”
August 2002 IT-PO efterår

Simpel version af CPU August 2002 IT-PO efterår

Instruktionsæt / Instructionset
Simpelt format med 3 grundliggende former August 2002 IT-PO efterår

Muligheder med et instruktions sæt

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 August 2002 IT-PO efterår

CISC / RISC CISC - Complex Instruction Set Computer RISC – reduced Instruction Set Computer August 2002 IT-PO efterår

CISC /RISC eksempler August 2002 IT-PO efterår

RISC/CISC Hastighed – et par eksempler

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 August 2002 IT-PO efterår

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 August 2002 IT-PO efterår

Begreber 2 Pipeline En fødekanal, forberedte aktiviteter Adresserum: 16 bits -> 32 bits -> 64 bits -> August 2002 IT-PO efterår

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 ! August 2002 IT-PO efterår

Til godnat-læsningen Andrew Tanenbaum - Meget ( mange sider ) og meget pædagogisk om hardware - meget pædagogisk gennemgang af computerens interne opbygning og logiske funktion. "How microprocessors work" fra Intel - rigt illustreret - del af et meget omfattende undervisningsprogram. CICS vs. RISC - en lille kort artikkel Nye standarder for PC faciliteter på vej - sjov lille artikel ( PC'en årgang 2003 ) August 2002 IT-PO efterår

B&C B’s August 2002 IT-PO efterår

B&C C’s August 2002 IT-PO efterår

Den digitale maskine.

Lignende præsentationer

Præsentationer af emnet: "Den digitale maskine."— Præsentationens transcript:

Lignende præsentationer

Om projektet

Feedback

Log ind

Logge ind via sociale netværk:

Den digitale maskine.

Lignende præsentationer

Præsentationer af emnet: "Den digitale maskine."— Præsentationens transcript:

Lignende præsentationer

Om projektet

Feedback