Големина на текста:
Page | 1
Конспект по дисциплината
„КОМПЮТЪРНИ АРХИТЕКТУРИ”
1. Въведение в дисциплината
2. Особености в архитектурата на съвременните компютри.
CISC и RISCпроцесори. Паралелизъм в работата на процесора. Шината като основна среда за
трансфер на данни и команди.
3. Въведение в паралелната обработка.
Необходимост от паралелна обработка. Нива на паралелност. Модели на мащабируемостта.
Класификация на паралелните компютри. Разпределена обработка.
4. Конвейерно изпълнение на командите в процесора.
Основни принципи на работата на конвейера. Междукомандни зависимости - същност на
междукомандните зависимости, отстраняване на междукомандните зависимости. Пример:
работа на конвейерите в процесорните архитектури на Intel P5 и P6 и процесора P4P.
5. Процесор с множество функционални устройства.
Въведение. Синхронизация на апаратно ниво. Синхронизация на програмно ниво. Пример:
Процесор на Intel Itanium 2. Сравнение на двата подхода за синхронизация.
6. Векторни процесори.
Структура на векторните процесори. Векторни команди – код на операциите, адресация на
операндите, особености при фиксиране на състоянието след изпълнение командите.
7. Паралелни компютри с разпределена памет.
SMP и MPP компютри.Абстрактен модел на изчисление в MMP компютрите. Проблеми на
компютрите с разпределена памет.
8. Комуникационни мрежи.
Въведение. Характеристики на КМ. Топологии на КМ – статични и динамични КМ.
Архитектура на комуникационния елемент. Примери на КМ.
9. Архитектура на паметта в паралелните компютри.
Вертикална (йерархична) организация на паметта . Хоризонтална организация на паметта.
Работа на кеш паметта.
10. Архитектура на дисковата памет.
Въведение. Характеристики на работното натоварване. Дискови матрици. Масиви от дискове
с излишък – основни положения, нива на RAID. Сравнение между различните нива.
Архитектура на контролерите. Архитектура на дисковата памет в компютрите с
разпределена памет.
гл.ас.д-р Цв. Таслаков
2 | Page
1. Въведение в дисциплината: Все още няма точно, ясно и еднозначно възприето определение
на понятието “архитектура на компютъра”. Така например, до началото на 70-те, под
понятието “архитектура на компютъра” се е разбирало описание на структурата на данните и
регистрите, необходими за изясняване на набора команди на процесора и интерпретацията им. С
други думи казано, това понятие обхваща онзи минимум от познания, които могат да представят
програмата на асемблерен език. Но разпространението на виртуалната памет, а така също и на
различните средства за разширение на вход/изхода се явява причина за увеличаване
номенклатурата на блоковете на компютъра, познанията върху които, дават възможност за
съставяне на ефективни програми. Така че познанията само върху командния набор не е
достатъчно за описание на цялостното функциониране на компютъра.
Едно съвременно схващане на архитектурата на компютъра е структурна организация на
компютъра във вид на съвкупност от функционални модули и определяне на връзките между тях.
Понятието “архитектура на компютъра” може да бъде определено и като разпределение
на функциите, реализирани от компютъра на отделните нива и точно определяне на границите
между тези нива.
На фиг. 1-1 е показан компютър в неговия вертикален разрез. Тя се отнася за
конвенционална система, т.е. за система с последователно действие.
Първо ниво определя какви функции по обработката на данните изпълнява компютърът
като цяло и какви се възлагат на “външния свят” (програмиста, оператора и т.н.). Компютърът
взаимодейства с външния свят чрез два набора интерфейси:
• езици (езици за програмиране, езика на операционната система, езика за манипулиране
на базата данни и т.н.);
• системни програми (програми за редактиране, сортировка, обновяване на информацията
и др.).
Нива 2, 3 и 4 разграничават определени нива вътре в програмното осигуряване. Те нямат
общоприети наименования. Ето защо те се наричат обобщено “архитектура на програмното
осигуряване”. Ниво 2 това са транслаторите; ниво 3 включва реализацията на такива функции
като управлението на базата данни, файловете, виртуалната памет, мрежовата телеобработка и
т.н.; ниво 4 – управлението на външната и оперативната памет, вътрешните процеси протичащи в
системата и т.н.
Ниво 5 отразява границата
между системното програмно
осигуряване (операционната
система) и апаратното осигуряване.
Това ниво позволява да се
представи физическата структура
на компютъра независимо от
способа на реализация.
Разграничаване на
функциите, изпълнявани по-нагоре
или по-надолу от това ниво е една
от съставните части при
разработката на компютърната
архитектура.
Ниво 6 представлява
интерфейса на микропрограмното
управление, понеже функциите на
всеки процесор и контролер на
външно устройство могат да бъдат
разпределени между
микропрограмите и комбинационните схеми, и последователността от логически схеми. Ниво 6
отразява съгласуването на потока данни и управляващите сигнали с формата на микрокомандите.
Фиг.1-1. Вертикална структура на архитектурата на
конвенционален (последователен) компютър.
Page | 3
Много често ниво 6 и ниво 8 се наричат архитектура на процесора или организация на
процесора.
Ниво 7 отразява какви функции реализира централния процесор, изпълняващите
програми и какви процесорите за вход/изход. Ако процесорът за вход/изход отсъства в
конкретната конфигурация на компютъра, то неговите функции трябва да се разпределят между
ниво 6 и нива 9 и 10.
Ниво 8 отразява интерфейса между централния процесор и паметта.
Нива 9 и 10 определят разграничаването на функциите реализирани от процесорите за
вход/изход и контролерите. Ето защо те се наричат “архитектура на физическия вход/изход”.
Представеният на фиг.1-1 вертикален разрез на системата съответства на класическия,
фон Нойманов компютър. Един хоризонтален разрез ще отразява архитектурата на паралелния
компютър.
Класическите задачи, които трябва да се решат при разработването на архитектурата на
компютъра, могат да се групират в следните три групи:
• да се определи формата за представяне на програмата на компютъра и правилата на
интерпретация;
• да се установят методите за адресация на данните в тези програми;
• да се определят форматите на данните.
При решаването на всеки от посочените проблеми трябва да се решат задачите за
определяне минималната област на паметта, типа и форматите на данните, кодовете на
операциите и форматите на машинните команди, способите за адресация и защита на паметта,
механизма за управление на последователността на изпълнение на командите, интерфейса на
компютъра с устройствата за вход/изход.
Преди всичко, компютрите от новото поколение трябва да бъдат гъвкави, както в смисъл на
технологията, така и в смисъл на архитектурата. Те трябва да бъдат съвместими със новите
технологии, а така също и да са разширяеми. Още една черта на новите разработки, от
персоналните компютри до суперкомпютрите, се явява и способността да образуват мрежи.
2. Особености в архитектурата на съвременните компютри. CISC и RISCпроцесори.
Паралелизъм в работата на процесора. Шината като основна среда за трансфер на
данни и команди.: Независимо от голямото разнообразие на компютърни архитектури,
всички те се базират на принципи, предложени от Джон фон Нойман още в началото на 40
години на миналия век. Тези принципи са:
• принцип на програмното управление;
• принцип на съхраняването на програми в паметта.
Независимо от развитието на технологията на производство и на програмирането през
всичките близо 60 години, тези принципи остават същите (разбира се допълнени), и днес
продължават да бъдат ръководно начало.
Основните отличия засягащи архитектурата на съвременните компютри могат да се
резюмират по следния начин:
• Широко използване на процесори с RISC архитектура;
• Масово използване на паралелна обработка на различни нива;
• Използване на шината като основна среда за трансфер на информацията в
компютъра.
Нека да разгледаме накратко до какво водят тези особености в архитектурата на
съвременните компютри.
• Всички съвременни процесори спадат към една от двете групи:
а) процесори със сложен набор команди (Complex Instruction Set Code – CISC);
б) процесори със съкратен набор команди (Reduced Instruction Set Code – RISC).
Поради факта, че архитектурата на процесорът дава облик на цялата архитектура на
компютъра, терминът Code в горните съкращения се заменя с Computer.
В исторически аспект погледнато, първите процесори и базираните на тях компютри
са били от типа RISC. Но много скоро архитектурата е мигрирала към CISC, тъй като за

Това е само предварителен преглед

За да разгледате всички страници от този документ натиснете тук.
Последно свалили материала:
ДАТА ИНФОРМАЦИЯ ЗА ПОТРЕБИТЕЛЯ
09 сеп 2020 в 16:10 учител на 48 години от Козлодуй
19 юли 2020 в 23:22 потребител на 24 години
25 апр 2020 в 10:26 в момента не учи на 29 години
28 яну 2020 в 11:35 потребител
21 яну 2020 в 16:04 студент на 25 години от Бургас - Бургаски университет "Проф. Асен Златаров", факулетет - Факултет по технически науки, специалност - Компютърни системи и технологии, випуск 2020
08 дек 2019 в 15:37 ученик на 17 години от Варна - МГ "Д-р Петър Берон", випуск 2022
26 ное 2019 в 23:22 студент на 30 години от Бургас - Бургаски свободен университет, факулетет - Център по информатика, технически и природни науки, специалност - Информатика и компютърни науки, випуск 2020
24 юни 2019 в 17:06 студент на 25 години от Русе - Русенски университет "Ангел Кънчев", факулетет - Факултет електротехника, електроника и автоматика, специалност - Компютърни системи и технологии, випуск 2019
23 апр 2019 в 13:17 в момента не учи на 39 години
16 яну 2019 в 09:46 ученичка на 54 години от Лом - Първо ОУ "Никола Първанов", випуск 2018
 
Подобни материали
 

Определение на понятието "архитектура"


Определение на понятието "архитектура"...
 
Онлайн тестове по Архитектура и градоустройство
Тест по история на архитектурата
междинен тест по Архитектура и градоустройство за Студенти от 1 курс
Тест по история на архитектурата, обхващащ периода от III - IV век пр. Хр. до XX-ти век. Въпросите имат само един верен отговор.
(Лесен)
28
18
1
4 мин
09.08.2013
» виж всички онлайн тестове по архитектура и градоустройство

Въпроси по компютърни архитектури

Материал № 949923, от 24 яну 2013
Свален: 95 пъти
Прегледан: 185 пъти
Предмет: Архитектура и градоустройство, Технически науки
Тип: Конспект
Брой страници: 45
Брой думи: 20,358
Брой символи: 125,214

Потърси помощ за своята домашна:

Имаш домашна за "Въпроси по компютърни архитектури"?
Намери бързо решение, с помощтта на потребители на Pomagalo.com:

Последно видяха материала