Архитектура ВС (лекция 2)

Содержание

Слайд 2

Измерение производительности ЭВМ

Производительность ЭВМ можно измерить проведением группы тестов.
Производительность измеряется для конкретного

Измерение производительности ЭВМ Производительность ЭВМ можно измерить проведением группы тестов. Производительность измеряется
параметра ЭВМ. 2 наиболее популярных параметра для оценки:
IPS – Instructions Per Second (операций в секунду с целыми числами)
FLOPS – Floating-point Operations Per Second (операций в секунду числами с плавающей запятой)

Слайд 3

Измерение производительности ЭВМ (2)

Пиковая производительность – максимум быстродействия компьютера при идеальных условиях.

Измерение производительности ЭВМ (2) Пиковая производительность – максимум быстродействия компьютера при идеальных
Этот максимум определяется как число операций, выполняемое в единицу времени всеми имеющимися в процессоре обрабатывающими логико-арифметическими устройствами.
Теоретическая производительность – сравнительная единица измерения производительности компьютерных процессоров, означающая количество миллионов теоретических операций в секунду, которые способен выполнять тот или иной процессор.
Реальная производительность – быстродействие компьютера в реальных условиях работы. Существенно ниже пиковой и теоретической производительности

Слайд 4

Существуют три проблемы, связанные с анализом результатов тестирования производительности:
1. Проблема выбора – отделение

Существуют три проблемы, связанные с анализом результатов тестирования производительности: 1. Проблема выбора
показателей, которым можно доверять безоговорочно от тех, которые могут быть недостоверными
2. Проблема адекватности оценок – выбор контрольно-оценочных тестов, наиболее точно характеризующих результат при обработке типовых задач пользователя
3. Проблема интерпретации – правильное истолкование результатов тестирования

Измерение производительности ЭВМ (3)

Слайд 5

Виды тестов

Тесты производителей. Главная особенность данных тестов – ориентация на сравнение ограниченного

Виды тестов Тесты производителей. Главная особенность данных тестов – ориентация на сравнение
множества однотипных моделей, часто относящихся к одному семейству. (Слоган - смотри, а этот красненький!)
Стандартные тесты. Претендуют на роль полностью универсальных средств измерения. Пример – PC Mark. (Слоган - Мой айфон показал преимущество на 60 единиц над твоим самсунгом, мвахахахахаха! А еще у него мега камера!)
Пользовательские тесты. Тесты предназначены для выбора компьютеров и ПО, наиболее подходящих для определенных прикладных задач. (Слоган - Да эта помойка даже доту не тянет на максималках!)

Слайд 6

Общие принципы построения ЭВМ

Общие принципы построения ЭВМ

Слайд 7

Общие принципы построения ЭВМ (2)

Общие принципы построения ЭВМ (2)

Слайд 8

Понятие алгоритма

Алгоритм – некоторая однозначно определенная последовательность действий, состоящая из формально заданных

Понятие алгоритма Алгоритм – некоторая однозначно определенная последовательность действий, состоящая из формально
операций над исходными данными, приводящая к решению за конечное число шагов.
Свойства алгоритма
Дискретность. Действия выполняются по шагам, а сама информация дискретна)
Детерминированность. Сколько бы раз один и тот же алгоритм не реализовывался для одних и тех же данных результат один и тот же.
Массовость. Алгоритм «решает задачу» для различных исходных данных из допустимого множества и дает всегда «правильный» результат.
Программа – описание алгоритма на каком-либо языке.

Слайд 9

6-ти уровневая система ЭВМ

6-ти уровневая система ЭВМ

Слайд 10

Принципы фон-Неймана

Принцип произвольного доступа к основной памяти
Принцип универсальности
Принцип двоичного кодирования
Принцип однородности

Принципы фон-Неймана Принцип произвольного доступа к основной памяти Принцип универсальности Принцип двоичного
памяти
Принцип адресности
Принцип программного управления

Слайд 11

Принцип программного управления

Принцип представления. Любой алгоритм представляется в виде некоторой последовательности управляющих

Принцип программного управления Принцип представления. Любой алгоритм представляется в виде некоторой последовательности
слов – команд.
Принцип условного перехода. В процессе вычислений в зависимости от полученных промежуточных результатов возможен автоматический переход на тот или иной участок программы.
Принцип хранения. Команды в ЭВМ представляются в такой же кодируемой форме, как и любые данные и хранятся в таком оперативном запоминающем устройстве (ОЗУ).
Принцип иерархии запоминающих устройств

Слайд 12

Информация в ЭВМ отличается не представлением, а способом ее использования!
НИКАК НЕЛЬЗЯ ПО

Информация в ЭВМ отличается не представлением, а способом ее использования! НИКАК НЕЛЬЗЯ
ЯЧЕЙКЕ ПАМЯТИ ПОНЯТЬ ЧТО ЭТО ТАКОЕ – КОМАНДА, ИЛИ ДАННЫЕ, ИЛИ АДРЕС!
ТОЛЬКО КОМПЛЕКСНЫЙ АНАЛИЗ РЕГИСТРОВ ПРОЦЕССОРА ДАСТ ТАКУЮ ИНФОРМАЦИЮ!

Слайд 13

Кодирование данных

Текстовые данные
Таблица ASCII или ANSI
Целые числа
В зависимости от разрядности данных и/или

Кодирование данных Текстовые данные Таблица ASCII или ANSI Целые числа В зависимости
разрядности ОС
Кодирование вещественных чисел
Вещественные числа в компьютере заменяются их кодами, которые образуют конечное дискретное множество каждый код оказывается представителем интервала значений континуума

Слайд 14

Кодирование вещественных чисел

Возьмем простое число 25,324 в форме с плавающей точкой.
1)Переведем

Кодирование вещественных чисел Возьмем простое число 25,324 в форме с плавающей точкой.
его в двоичную систему счисления с 24 значащими цифрами. 25,324= 11001,0101001011110001101
2)Запишем в форме нормализованного двоичного числа с плавающей точкой:
0,110010101001011110001101*10^101
Здесь мантисса, основание системы счисления и порядок записаны в двоичной системе.
3) Вычислим машинный порядок (если нет знака порядка - нормализуем)
Мр2 = 101 + 1000000 = 100 0101

Слайд 15

Ошибки вещественных чисел

Ошибка округления
Математически
100000000 + 0.000000001= 100000000.000000001
Для компьютера
100000000 + 0.000000001= 100000000
Потеря значимости

Ошибки вещественных чисел Ошибка округления Математически 100000000 + 0.000000001= 100000000.000000001 Для компьютера
и переполнение Математически
0.000000001/100000000= 0.00000000000000001
Для компьютера
0.000000001/100000000= 0