Обработка данных

Содержание

Слайд 2

Часть 2: Обработка данных

2.1 Архитектура компьютера
2.2 Концепция хранимой программы
2.3 Выполнение программы
2.4 Арифметические

Часть 2: Обработка данных 2.1 Архитектура компьютера 2.2 Концепция хранимой программы 2.3
и логические команды
2.5 Взаимодействие с другими устройствами
2.6 Другие типы архитектуры компьютеров

2-

Слайд 3

Архитектура компьютера

Процессор или CPU (Central Processing Unit)
Арифметико-логический блок и устройство управления
Регистры
Общего назначения
Специального

Архитектура компьютера Процессор или CPU (Central Processing Unit) Арифметико-логический блок и устройство
назначения
Шина
Материнская плата

3-

Слайд 4

Рисунок 2.1 Соединение центрального процессора и основной памяти с помощью шины

2-

Рисунок 2.1 Соединение центрального процессора и основной памяти с помощью шины 2-

Слайд 5

Концепция хранимой программы

Программа должна быть закодирована в виде битовых последовательностей и хранится

Концепция хранимой программы Программа должна быть закодирована в виде битовых последовательностей и
в оперативной памяти.
Процессор может извлекать инструкции из оперативной памяти и выполнять их.
В свою очередь, программа для выполнения должна быть легко изменямой.

2-

Слайд 6

Терминология

Машинная команда: Команда (инструкция), закодированная битовой комбинацией и распознаваемая процессором
Машинный язык: Полный

Терминология Машинная команда: Команда (инструкция), закодированная битовой комбинацией и распознаваемая процессором Машинный
набор машинных инструкций с системой их кодирования

2-

Слайд 7

Философия машинных языков

Компьютер с сокращенным набором команд (RISC - Reduced Instruction Set

Философия машинных языков Компьютер с сокращенным набором команд (RISC - Reduced Instruction
Computing)
Инструкций мало, они простые эффективные и быстрые
Достаточно низкая стоимость
Примеры: PowerPC от Apple/IBM/Motorola и ARM
Компьютер с полным набором команд (CISC Complex Instruction Set Computing)
Инструкций много, они удобные и мощные
Высокая стоимость и сложность распараллеливания
Пример: Intel

2-

Слайд 8

Типы машинных команд

Передача данных: копирование данных из одного места в другое
Арифметико-логические: используют

Типы машинных команд Передача данных: копирование данных из одного места в другое
существующие битовые комбинации для вычисления новых битовых шаблонов
Управление: управление выполнением программы

2-

Слайд 9

Рисунок 2.2 Сложение двух чисел, хранимых в основной памяти

2-

Рисунок 2.2 Сложение двух чисел, хранимых в основной памяти 2-

Слайд 10

Рисунок 2.3 Деление двух чисел, хранимых в основной памяти

2-

Рисунок 2.3 Деление двух чисел, хранимых в основной памяти 2-

Слайд 11

Рисунок 2.4 Архитектура машины, описанной в приложении C

2-

Рисунок 2.4 Архитектура машины, описанной в приложении C 2-

Слайд 12

Составные части машинной команды

Код операции: определяет, какую операцию выполнять
Операнд: дает более подробную

Составные части машинной команды Код операции: определяет, какую операцию выполнять Операнд: дает
информацию об операции
Интерпретация операнда меняется в зависимости от кода операции

2-

Слайд 13

Рисунок 2.5 Формат команды для машины, описанной в приложении C

2-

Рисунок 2.5 Формат команды для машины, описанной в приложении C 2-

Слайд 14

Рисунок 2.6 Расшифровка команды 35A7

2-

Рисунок 2.6 Расшифровка команды 35A7 2-

Слайд 15

Рисунок 2.7 Расшифровка вариантов команд для рисунка 2.2

2-

Рисунок 2.7 Расшифровка вариантов команд для рисунка 2.2 2-

Слайд 16

Выполнение программы

Управляется посредством двух регистров специального назначения:
Счётчик адреса: содержит адрес следующей выполняемой

Выполнение программы Управляется посредством двух регистров специального назначения: Счётчик адреса: содержит адрес
команды
Регистр команд: содержит текущую команду
Машинный цикл
Выборка
Декодирование
Выполнение

2-

Слайд 17

Рисунок 2.8 Схема машинного цикла

2-

Рисунок 2.8 Схема машинного цикла 2-

Слайд 18

Рисунок 2.9 расшифровка команды B258

2-

Рисунок 2.9 расшифровка команды B258 2-

Слайд 19

Рисунок 2.10 Программа с рисунка 2.7 хранится в памяти и готова к

Рисунок 2.10 Программа с рисунка 2.7 хранится в памяти и готова к выполнению 2-
выполнению

2-

Слайд 20

Рисунок 2.11 Выполнение шага выборки машинного цикла

2-

Рисунок 2.11 Выполнение шага выборки машинного цикла 2-

Слайд 21

Figure 2.11 Выполнение выборки машинного цикла (продолжение)

2-

Figure 2.11 Выполнение выборки машинного цикла (продолжение) 2-

Слайд 22

Арифметико-логические операции

Логические: AND, OR, XOR
Маскирование
Вращение и сдвиг: циклический сдвиг, логический сдвиг, арифметический

Арифметико-логические операции Логические: AND, OR, XOR Маскирование Вращение и сдвиг: циклический сдвиг,
сдвиг
Арифметические: сложение, вычитание, умножение, деление
Точность выполнения операций зависит от того, как значения кодируются (двоичный дополнительный код или код с плавающей точкой).

2-

Слайд 23

Рисунок 2.12 Циклическое вращение битового шаблона 65 (в шестнадцатеричном коде) – сдвиг на

Рисунок 2.12 Циклическое вращение битового шаблона 65 (в шестнадцатеричном коде) – сдвиг
1 разряд вправо

2-

Слайд 24

Взаимодействие с другими устройствами

Контроллер: Промежуточное устройство, которое управляет взаимодействием между компьютером и

Взаимодействие с другими устройствами Контроллер: Промежуточное устройство, которое управляет взаимодействием между компьютером
устройством
Специализированные контроллеры для каждого типа устройств
Контроллеры общего назначения (USB и FireWire)
Порт: Точка, в которой устройство подключается к компьютеру
Ввод\вывод с отображением на память: Процессор взаимодействует с периферийными устройствами, как если бы они были ячейки памяти

2-

Слайд 25

Рисунок 2.13 Подключение контроллеров к шине компьютера

2-

Рисунок 2.13 Подключение контроллеров к шине компьютера 2-

Слайд 26

Рисунок 2.14 Концептуальная схема метода отображения ввода/ вывода на память

2-

Рисунок 2.14 Концептуальная схема метода отображения ввода/ вывода на память 2-

Слайд 27

Взаимодействие с другими устройствами (продолжение)

Прямой доступ к памяти (DMF - Direct memory

Взаимодействие с другими устройствами (продолжение) Прямой доступ к памяти (DMF - Direct
access): Основная память доступна с помощью контроллера на шине
Ограничение Фон Неймана: Недостаточная скорости шины препятствует производительности
Подтверждение связи: Процесс координации передачи данных между компонентами

2-

Слайд 28

Взаимодействие с другими устройствами (продолжение)

Параллельная передача: Нескольких битов одновременно передаются по каналам

Взаимодействие с другими устройствами (продолжение) Параллельная передача: Нескольких битов одновременно передаются по
связи.
Последовательная передача: Биты передаются друг за другом по одному каналу связи.

2-

Слайд 29

Скорости передачи данных

Единицы измерения
Bps: биты в секунду
Kbps: Kilo-bps (1,000 bps)
Mbps: Mega-bps (1,000,000

Скорости передачи данных Единицы измерения Bps: биты в секунду Kbps: Kilo-bps (1,000
bps)
Gbps: Giga-bps (1,000,000,000 bps)
Пропускная способность: Максимально допустимая скорость

2-

Имя файла: Обработка-данных.pptx
Количество просмотров: 27
Количество скачиваний: 0