Click here to load reader

Uvod u računarstvo - riteh.uniri.hr · PDF fileSaržaj kolegija Uvod u računarstvo}Uvod i razvoj računala }Zapis podataka i kodiranje informacija u ... Uvod u programiranje i programski

  • View
    235

  • Download
    6

Embed Size (px)

Text of Uvod u računarstvo - riteh.uniri.hr · PDF fileSaržaj kolegija Uvod u računarstvo}Uvod i...

  • UUR 2009/20101

    Uvod u raunarstvoPreddiplomski studij

    elektrotehnike 2009/2010

    prof.dr.sc. Ivo Ipi

  • UUR 2009/20102

    Saraj kolegija Uvod u raunarstvo

    Uvod i razvoj raunala Zapis podataka i kodiranje informacija u raunaluGraa raunalaProgramska oprema raunalaRaunalne mreeUvod u programiranje i programski jezik C

  • UUR 2009/20103

    Sadraj

    Model raunalavon Neumannova arhitektura raunalaElementi raunalaPojednostavljen model raunalaIzvravanje instrukcija

  • UUR 2009/20104

    John von Neumann (1903-1957)

    ideja: zajedniko pohranjivanje podataka i programa u memoriji raunala slijedei korak programa ovisi o prijanjem

    predloena arhitektura za EDVAC (Electronic DiscreteVariable AutomaticComputer) postaje poznata pod imenom von Neumanovaarhitektura raunala

  • UUR 2009/20105

    Model von Neumannovog raunala

    CPU

    UPRAVLJAKI

    SKLOP

    ARITMETIKO -LOGIKAJEDINICA

    ULAZNAJEDINICA MEMORIJA

    IZLAZNAJEDINICA

    Tok podataka i instrukcija

    Upravljaki signali

  • UUR 2009/20106

    Mikroprocesor Intel Pentium

  • UUR 2009/20107

    Model raunala

    mainmemory

    I/O bridgebus interface

    ALU

    register file

    CPU chip

    system bus memory bus

    disk controller

    graphicsadapter

    USBcontroller

    mousekeyboard monitordisk

    I/O bus Expansion slots forother devices suchas network adapters.

  • UUR 2009/20108

    Komponente raunala

  • UUR 2009/20109

    Komponente raunala

    centralna procesna jedinica (CPU) ili mikroprocesor obavlja upravljake operacije i obradu podatakamemorija glavna ili radna memorija pohranjuje instrukcije programa i podatkeulazno/izlazni sklopovi slue za unos podataka u raunalo i prikaz rezultata obradesustav sabirnica omoguava prijenos podataka, instrukcija, adresa i upravljakih signala izmeu mikroprocesora, memorije i ulazno/izlaznih ureaja

  • UUR 2009/201010

    CPU (Central processing unit)

    control unit

    registers

    flagscachememory

    ALUinput/output

    storage

    memory

    registers

  • UUR 2009/201011

    CPU

    aritmetiko logika jedinica (ALU): izvrava aritmetie i logike operacije na podacima zapisanim u registre prema naredbama upravljakog sklopa registri mikroprocesora: privremena pohrana podataka i instrukcija provides temporary storage for data and instructions.

    registri upravljakog sklopa: instrukcijski registar csadri instrukciju koja se izvrava programsko brojilo (instruction pointer) sadri adresu sljedee

    instrukcijeregistri aritmetiko logikog sklopa

    akumulator sadri operande i rezultate aritmetikih i logikih operacija

  • UUR 2009/201012

    interne sabirnice mikroprocesora:povezuju upravljaki sklop, ALU i registreupravljaki sklop: upravlja operacijama mikroprocesora, interpretira, dekodira instrukcije, prenosi podatke meu registrima, upravlja ALU, ... priruna memorija (cache) : sadri skup instrukcija i podataka koje mikroprocesor koristi za izvravanje

    CPU

  • UUR 2009/201013

    Memorije mikroprocesora

  • UUR 2009/201014

    Sabirnice mikroprocesora

    Microprocessor(CPU)

    RAM ROM

    Input/Output(I/O)

    Control Bus

    Data Bus

    Address Bus

  • UUR 2009/201015

    Sabirnice (BUS)spojni putovi vodovi povezuju dijelove raunalaadresna sabirnica prijenos adresa instrukcija i podataka potrebnih za operacije itanja i pisanjapodatkovna sabirnica prijenos podataka i instrukcija dvosmjerna komunikacijaupravljaka sabirnica prijenos upravljakih i sinkronizacijskih signala

  • UUR 2009/201016

  • UUR 2009/201017

    Memorija

    memorijska hijerarhija

    registri i cache

    RAM

    vanjska memorija

    CPU

    vea brzina

    vei kapacitet

  • UUR 2009/201018

    RAM Random Access Memory

    svaki podatak u memoriji ima svoju jednoznanu adresuu memoriji se pohrajuju podaci i programikapacitet memorije1 bajt = 8 bita1 kilobajt [KB]= 1024 bita 1 megabajt [MB] = 1024 kilobajta1 gigabajt [GB ]= 1024 megabajta

  • UUR 2009/201019

    sadri BIOS (Basic Input/Output System-instrukcije koje pokreu operacijski sustav)

    sadraj ROM memorije se zapisuje u postupku proizvodnje, kod pokretanja raunala itaju se podaci o raunalnom sustavu (tip mikroprocesora, radna memorija, ...)

    ROM Read Only Memory

  • UUR 2009/201020

    Vanjska memorija - disk

  • UUR 2009/201021

    Memorija

    svaki podatak u memoriji ima svoju jednoznanu adresuu memoriji se pohrajuju podaci i programipostupci pisanja i itanja preko dva registra: MAR i MDR

  • UUR 2009/201022

    Memorija

    kapacitet memorije

    1 bajt = 8 bita1 kilobajt [KB]= 1024 bita 1 megabajt [MB] = 1024 kilobajta1 gigabajt [GB ]= 1024 megabajta

  • UUR 2009/201023

    Memorija - itanje

    zapisuje se adresa podatka koji se ita u registar MAR;

    generiraju se upravljaki signali na liniji za itanje, koji omoguavaju da se sadraj memorijske lokacije zapisane u MAR prenese u registar MDR;

    nakon operacije itanja podatak se nalazi u MDR; vri se prijenos podatka iz registra MDR u ciljni

    registar.

  • UUR 2009/201024

    Memorija - pisanje

    zapisuje se adresa na koju elimo pohraniti podatak u MAR;

    podatak se prenosi u registar MDR; generiraju se upravljaki signali, koji vre prijenos

    podataka iz MDR u memoriju na adresu zapisanu u registru MAR;

    nakon operacije pisanja podatak se nalazi u memoriji

  • UUR 2009/201025

    Memorijska hijerarhijaregistri

    L1cache (SRAM)

    radna memorija(DRAM)

    sekundarna memorija(lokalni diskovi)

    distribuirana sekundarna memorija( distribuirani datoteni sustavi, web serveri)

    L2cache (SRAM)

    L0:

    L1:

    L2:

    L3:

    L4 :

    L5:

  • UUR 2009/201026

    Ulazno/izlazne jedinice

    ulazna jedinica - slui za unos podataka iz vanjskog svijeta memoriju raunala:

    tipkovnica, mi,mikrofon,kamera

    izlazna jedinica - slui za prikaz obraenih podataka:monitor,tampa, ploter, zvunik

  • UUR 2009/201027

    CPU

    sastoji se od aritmetiko-logike jedinice, upravljake jedinice i registara:

    akumulator (AR),brojilo instrukcija (PC registar),instrukcijski registar (IR),indeksni registar (IX),statusni registar (SR),...

  • UUR 2009/201028

    Izvravanje instrukcija

    2 faze:pribavi instrukciju (fetch)

    adresa instrukcije iz PC MAR signal za itanje sadraj iz MDR IR

    izvri instrukciju (execute) dekodiraj instrukciju izvri instrukciju PC PC + 1

  • UUR 2009/201029

    Instrukcijskiciklus

    izraun adreseinstrukcije

    pribaviinstrukciju

    dekodirajinstrukciju

    izraunajadresu

    operanadaizvri

    instrukcijuizraunaj adresu

    operanada

    pribavioperande

    pohranioperande

  • UUR 2009/201030

    Raunalni sustav

  • UUR 2009/201031

    Model pojednostavljenog mikroprocesora

    ALU

    dekoder

    upravljakisklop

    IR

    PC

    piiitaj

    AR

    MAR MDR

    takt

  • UUR 2009/201032

    Izvoenje jednog instrukcijskog ciklusa

    ALU

    dekoder

    upravljakisklop

    IR

    PC

    piiitaj

    AR

    MAR MDR

    takt

  • UUR 2009/201033

    Faza pribavi instrukciju

    ALU

    dekoder

    upravljakisklop

    IR

    PC

    piiitaj

    AR

    MAR MDR

    takt

  • UUR 2009/201034

    Faza izvri instrukciju

    ALU

    dekoder

    upravljakisklop

    IR

    PC

    piiitaj

    AR

    MAR MDR

    takt

  • UUR 2009/201035

    Faza izvri instrukciju 2

    ALU

    dekoder

    upravljakisklop

    IR

    PC

    piiitaj

    AR

    MAR MDR

    takt

  • UUR 2009/201036

    Primjer faze izvri za instrukciju MVT 001024

    ALU

    88001024

    dekoder

    upravljakisklop

    001024

    IR

    PC

    piiitaj

    AR

    MAR MDR

    takt

  • UUR 2009/201037

    Pribavi operand

    ALU

    88001024

    dekoder

    upravljakisklop

    AAAA0000001024

    IR

    PC

    piiitaj

    AR

    MAR MDR

    takt

  • UUR 2009/201038

    Izvri MVT 001024

    ALU

    AAAA0000 88001024

    dekoder

    upravljakisklop

    AAAA0000001024

    IR

    PC

    piiitaj

    AR

    MAR MDR

    takt

  • UUR 2009/201039

    Jezik mikroprocesora

    instrukcije se izvravaju u dvije faze: pribavi i izvri instrukciju

    1 AM ADRESA0 3 7 8 31

    OP - operacija, instrukcijski kodAM - nain adresiranja

    polje operacijskog koda

    bit 4 = 1 32 bitna instrukcija

    OP

  • UUR 2009/201040

    Elementi procesora SAP

    memorija224=16.777216 rijei (16MB)duina rijei 32 bita

    dostup do 4 registraakumulator AR 32 bitniindeksni registar IX 24 bitniregistar stoga SP 24 bitnistatusni registar SR 8 bitni

    2 registra do kojih programer nema pristupaprogramsko brojilo PC 24 bitni registarinstrukcijski registar IR 32 bitni

  • UUR 2009/201041

    Elementi procesora SAP

    format instrukcija32 bitne i 16 bitne instrukcije

    1 AM ADRESA0 3 7 8 31

    OP - operacija, instrukcijski kodAM - nain adresiranja

    polje operacijskog koda

    bit 4 = 1 32 bitna instrukcija

    OP

  • UUR 2009/201042

    Format instrukcije

    polje operacijskog koda to treba izvritiadresno polje nad kojim podaci treba izvriti

    jednoadresne ili vieadresne instrukcije

  • UUR 2009/201043

Search related