TDT4160 Datamaskiner Grunnkurs 2011
|
|
|
- Linn Ask
- 7 år siden
- Visninger:
Transkript
1 1 TDT4160 Datamaskiner Grunnkurs 2011 Gunnar Tufte
2 2 Dagens forelesing Kven er Eg? Kva gjer eg Kva kan eg TDT Fagstab Førelesningar Øvingar Pensum Kapittel 1 Structured Computer Organization Historie og anekdotar Datamaskinsystem Kapitel 2 Processors
3 3 Gunnar Fakta Datamaskingruppa ( Multicore and CMP challenges ( Unconventional Machines ( Cellular Computing Artificial Development Artificial Evolution Er også med i Soundscape Studios (eigar og arbeidar) Elektronikk, data, kunst osv Har dysleksi, prøv å ikkje bli for irtitert på skrvie fiel
4 4 Mål (Gunnar) Nye datamaskintypar Massiv parallellitet Mange enkle prosessorar Lokal kommunikasjon Nye måtar å konstruere og produsere Sjølv-organisering Sjølv-replisering Biologisk inspirasjon
5 5 TDT Fagstab Alexandru! Førelesar: Gunnar Tufte Rom 403 IT-vest Vit.ass: Alexandru Ciprian Iordan Rom 446 IT-vest Alle henvendelsar om øvingar/aoc til Alexandru Øvingar AOC Dei fleste spørsmål + mange flinke student assistentar
6 6 TDT Førelesningar Dag Tid Kvar Kva Tirsdag S7 Førelesing Fredag S3 Førelesing Øvingar info om AOC kjem seinare
7 7 TDT Øvingar Age of Computers Dataspill-inspirert øvingsopplegg Flerspiller, nettbasert, chat Løys oppgåver, lær historikk, lær fakta Inneholder assembly-simulator (Dark) Ikke 100 % match mot rekkefølgen i læreboka Demo øvingsinfo TBA (Alexandru ). Obligatorisk
8 8 TDT Pensum (ikkje endeleg) Tanenbaum: Structured Computer Organization (5th edition) Kapittel 1,2 Kapittel 3 unntatt 3.1 (kjent) Kapittel 4 Kapittel 5 unntatt 5.7 Appendiks B Artikkel innan ChipMulti Processor Tilgjengeleg på it s learning i forbindelse med forelesing Øvingsopplegg (Age of Computers) Foiler fra forelesningene (ligg på It s L.)
9 9 Kva kan datamaskiner (eks) Leggje saman to tal (manipulere data) Kontrolere om eit tal er 0 (test) Flytte data frå ein plass til ein anna (kommunikasjon) Gjere sekvensar av desse operasjonane (FORT) Program Beregne alle beregnbare funksjonar Utføre sekvensar av oprasjonar
10 10 Kva er datamaskiner Samling av transistorar Set av instruksjonar Leggje saman to tal Kontrolere om eit tal er 0 Flytte data frå ein plass til ein anna Gjere desse operasjonane FORT Beregne alle beregnbare funksjonar Utføre sekvensar av oprasjonar
11 11 Kva er datamaskiner System Design Datamaskin arkitektur Beregne alle beregnbare funksjonar
12 12 Kva er datamaskiner System Design Datamaskin arkitektur Beregne alle beregnbare funksjonar
13 13 Historie: Gunnar sine favoritar edit
14 14 Kva er datamaskiner System Design Datamaskin arkitektur Beregne alle beregnbare funksjonar
15 15 Kva skal me bruke datamaskiner til (og korleis) Ønskjer å løyse komplekse oppgåver Konstruere samling med transistorar (maskinvare einingar) Konstruere system av einingar; DATAMASKINER Skrive program til maskinvare (programvare) Vanskeleg å konstruere transistor for transistor > 100 millionar transistorar (2,600,000,000 (Intel 2011)) Vanskeleg å programere med enkle instruksjonar Add, move, zero
16 16 Hirarki og Abstraksjon Hirarki av abstraksjonar: Structured Computer Organization Hierarki av abstraksjoner Språk L0: Det datamaskinen kan Definerer språk L1: Nærmere hvordan me tenker Alle instruksjoner i L1 kan uttrykkes med en eller flere instruksjoner i L0 Hvordan utføre L1-program Oversetting hele programmet oversettes til L0 Ein gang for alle Tolking en og en instruksjon oversettes hver gang programmet skal utføres (Interpretering)
17 17 Hirarki av abstraksjonar: Virtuelle maskiner
18 18 Hirarki av abstraksjonar: Nivå i moderne maskiner
19 19 Nivå 0: Digtalekretsar Fundamentale komponenter AND, OR, NOT, XOR porter D-vipper for lagring av ett bit Sammensette komponenter Aritmetiske kretser adderere, skiftere, Registre 8, 16, 32, 64 vipper
20 20 Nivå 1: Mikroarkitektur
21 21 Nivå 1: Mikroarkitektur Styreenhet (control unit) Styrer den utførende enhet Enten vha. mikroprogram eller via maskinvare (hardwired) Utførende enhet (datapath) Samling av registre (registerfil) ALU: Aritmetisk-logisk enhet
22 22 Nivå 2: Instruksjonssetarkitektur (ISA) Instruksjonssettark. (ISA) Første nivå tilgjengelig for (ekspert-)brukere Grense mellom maskinvare og programvare Opprinnelig det eneste nivået Språk: Maskinkode Logikk og aritmetikk Minne Kontroll Simens Semiconductor Group 8051 processor
23 23 Nivå 2: Instruksjonssetarkitektur (ISA) Internal Processor Bus Simens Semiconductor Group 8051 processor
24 24 Nivå 3: Operativsystem Operativsystem (NIVÅ 3) Hybridnivå Kan utelatast mesteparten av språket er rett frå nivå 2 Legger til støtte for fleire programmer samtidig Virtuelt minne Filsystem Ikkje pensum
25 25 Nivå 4 og 5 Assembly Symbolsk språk ADD R1, R2, R3 Symbolsk versjon av nivå 2/3. Ca. 1-1 oversettelse Ikke direkte forelest, men via Dark i AoC Høynivå-program.språk Symbolsk språk frukt = eple + banan Java, C, C++, Typisk kompilert (oversatt) til maskinkode Enkelt å uttrykke algoritmer naturlig Ikke pensum
26 26 Status så langt Patterson and Hennessy,
27 27 Datamaskinsystemer Tradisjonelle datamaskiner PCer, arbeidsstasjoner, superdatamaskiner osv. Skal sjå på: Intel Pentium 4 og Sun UltraSPARC III Embedded systems (innebygde systemer) Mobiltelefoner, kopimaskiner, kvitevarer, osv Skal sjå på Intel 8051
28 28 Skal sjå på P4, SUN, 8051 etter kapittel 2 Input/output
29 29 Kapittel 2: Prosessorar 2.1
30 30 Overordna organisering
31 31 Kva er ein CPU Hjernen i ei datamaskin Køyrer program: hentar instruksjonar finner ut kva dei gjer utførar Hovueddeler Styreining (control unit) Aritmetisk-logisk eining (ALU) Register Programteljar (PC) - Adresse til neste instr. Instruksjonsregister (IR) - Instruksjon som utføres nå Generelle heiltallsregistre, flyttallregister... Ingen hjerne ikkje noko moro
32 32 Prosessor (CPU) Buss
33 33 Kva er inni ein CPU PC: Program Counter IR: Instruction Register MAR: Memory Address Register MDR: Memory Data Register ALU: Arithmetic Logic Unit
34 34 Korleis vert eit program utført Styre einheit gjer som følgjer: Hent instruksjon (Fetch) Dekodar instruksjonen (Decode) Utfør instruksjonen (Execute) Utførande einheitar gjer som følgjer: Execute: brukar utførande einheitar til å utføre instruksjonen
35 35 Liten avsporing: Program Frå kapitel 1 Ein prosessor kan: Leggje saman to tal Kontrolere om eit tal er 0 Flytte data frå ein plass til ein anna Ein CPU består av styreeinheit utførandeeinheiter Program Ei rekkje av enkle instruksjonar Kvar instruksjon utfører ein bit av ei oppgåve Instruksjonar og data ligg i minne Programminne Programmet ligg i minne Dataminne
36 36 Liten avsporing: Program 2 Enkelt eksempel Leggje saman to tal X og Y som ligg i minne Program: Hent X Hent Y Summer X og Y Summer X og Y Hent Y Hent X Memory
37 37 Liten avsporing: Program 3 MEN program (instruksjonar) og data ligg i forskjeligge deler av minne Programminne og Dataminne Program: Hent X Hent Y Summer X og Y Summer X og Y Hent F002 Y Hent F001 X 0002 Data Y 0001 Data X 0000 F002 F001 F000 Memory Programminne Memory Dataminne I programminne ligg det peikar (pointer) til data Data (variablar) får si minne adresse av kompilatoren Peikar på ei adresse i minne Les/skriv data frå/til adressa
38 38 Liten avsporing: Program 4 MEN kva med minne som er byte adresserbart? Ikkje plass til (f.eks) 16 bit som må til for F0XX Program: Hent X Hent Y Summer X og Y Summer X og Y 0002 Data Y Hent F Data X Hent F F002 F001 F000 Memory Programminne Memory Dataminne
39 39 Korleis vert eit program utført 2 Nokre viktige utførande einheitar ALU (Arithmetic Logical Unit) ALU Register Register for eksternt minne Program Counter (PC) register Instruksjons Register (IR) General Purpose Registers Hukselapp: Hent instruksjon (Fetch) Dekodar instruksjonen (Decode) Utfør instruksjonen (Execute)
40 40 Dathpath
41 41 Instruksjonset og styreeinheit 1 To hovud typar styreeinheit Microprogram Instruksjonar er bygd opp av mikroinstruksjonar Maskin i styreeinheiten som utfører instruksjonane stegvis Fleksibel (kan endre på instruksjonssete) Mange typar instruksjonar og adresseringsmåtar Hardwired Kunn maskinvare Ei maskinvare statemaskin som styreeinheit (eller helst berre logic) Kan ikkje endrast (oppdaterast) Rask
42 42 Instruksjonset og styreeinheit 2 Microprogrammed Hardwired Add
43 43 1 maskin fleire implementasjonar Beregne alle beregnbare funksjonar
44 44 Auka yting CPU
45 45 Auka yting, MEN... kva er det som aukar, må noko minke? Fart Antal personar Antal personar/liter Antal personar flytta/ tid tid på å reise strekning x -> y køyre på månen Ytelse avhengig av måling (metrikk, benchmark)
46 46 Instruksjonsett type CISC/RISC CISC (Complex Instruction Set Computer) Avanserte instruksjonar (kan utføre mykje) Bruke fleire einheitar ADD MinneAdrX, MinneAdrY, MinneAdrSvar Nærare høgnivå språk Fleksibelt instruksjonsett (Viss mikroprogram kan oppdaterast/endrast) Variabel lengde på instruksjonar Variabel tid på å utføre instruksjonar Mikroprogram (ikkje alltid) Mange typar instruksjonar og adresseringsmåtar RISC (Reduced Instruction Set Computer) Enkle instruksjonar Register til register instruksjonar Bruke mange enkle instruksjonar på å utføre oppgåver Fast instruksjonsett (Hardwired) Fast lengde på instruksjonar Fast tid på å utføre instruksjonar Ei maskinvare statemaskin som styreeinheit (eller helst berre logic) Kunn ein type adresering LOAD/STORE Rask ADD R0, R1
47 47 CISC: ADD MinneAdrX, MinneAdrY, MinneAdrSvar RISC: ADD R0, R1 CISC RISC
48 48 CISC/RISC Prosessorar
49 49 Parallellitet Essensielt for å øke ytelse To typer: 1) Instruksjonsnivåparallellitet Flere instruksjoner utføres samtidig (1 prosessor) Samlebånd Eks: Unødvendig at ALU er ledig mens CPU leser instruksjon Superskalaritet: Duplisering av CPU-komponenter 2) Prosessornivåparallellitet En prosessor er bra, fleire er bedre
50 50 Samlebånd (Pipelining)
51 51 Samlebånd (Pipelining) 2 Fetch Decode Execute Dei tre prinsipiele stega i instruksjonutføring Lagar oss ein tretrinns styreeinheit 1: Fetch 2: Decode 3: Execute Kan startast uavhengig av kvarandre Raskare Enkle trinn Kortare tid
52 52 Samlebånd (Pipelining) 3
53 53 Samlebånd (Pipelining) 4 Gitt 5 steg, hvert steg tar en klokkesyklus Instruksjon 1: 5 klokkesykler Deretter: 1 instruksjon ferdig per klokkesyklus Uten samlebånd 1 instruksjon ferdig per klokkesyklus (RISC) Hvorfor er samlebånd raskere da? Klokkesyklene kan gjøres mye kortere! 1/5 av arbeidet skjer hver klokkesyklus Lengde på klokkesyklus bestemt av tregeste steg
54 54 Superskalaritet Henter to instruksjoner om gangen Dupliserer steg 2-5 Har dermed opptil 10 instruksjoner under utføring Figuren tilsvarer ca. den første Pentium prosessoren
55 55 Parallellitet Essensielt for å øke ytelse To typer: 1) Instruksjonsnivåparallellitet Flere instruksjoner utføres samtidig (1 prosessor) Samlebånd Eks: Unødvendig at ALU er ledig mens CPU leser instruksjon Superskalaritet: Duplisering av CPU-komponenter 2) Prosessornivåparallellitet En prosessor er bra, flere er bedre?
56 56 Superskalaritet 2 Dyrt å duplisere alt 4x (Areal (antal transistorar)) Utføring tar mest tid Figur tilsvarer Pentium II Dupliserar mest tidkrevande steg
57 57 Meir parallellitet 1
58 58 Meir parallellitet 2
59 59 Meir parallellitet 3
60 60 Lager Hard disc Tape storage RAM Module Optical disc Register bank Core memory
61 61 Referansegruppe For dykk (mest) Odd M. Trondrud, Marthe F Bekkevold, marthebekkevold@msn.com Kan ein til melde seg så me får ei gruppe så er det fint.
62 62 Neste forelesing Fredag 2/9. (2.4 I/O + litt dingsar)
TDT4160 Datamaskiner Grunnkurs 2008. Gunnar Tufte
1 TDT4160 Datamaskiner Grunnkurs 2008 Gunnar Tufte 2 Dagens forelesing Kapittel 1 Datamaskinsystem Kapittel 2 start 3 Gunnar Fakta Datamaskingruppa Biologisk inspirerte system: Unconvential Computing Machines
TDT4160 Datamaskiner Grunnkurs 2011. Gunnar Tufte
1 TDT4160 Datamaskiner Grunnkurs 2011 Gunnar Tufte 2 Dagens forelesing Kven er Eg? Kva gjer eg Kva kan eg TDT4160 2011 Fagstab Førelesningar Øvingar Pensum Kvifor Datamaskiner Grunnkurs Kva kan datamaskiner
TDT4160 Datamaskiner Grunnkurs 2008. Gunnar Tufte
1 TDT4160 Datamaskiner Grunnkurs 2008 Gunnar Tufte 2 Dagens forelesing Kven er Eg? Kva gjer eg Kva kan eg TDT4160 2008 Fagstab Førelesningar Øvingar Pensum Kvifor Datamaskiner Grunnkurs Kva kan datamaskiner
TDT4160 Datamaskiner Grunnkurs 2011. Gunnar Tufte
1 TDT4160 Datamaskiner Grunnkurs 2011 Gunnar Tufte 2 Bussar og busshierarki Tape Optical Bus 3 CPU og buss komunikasjon Tape Optical Bus 4 Buss linjer Bus Adr/data Bit 0 Adr/data Bit 1 Adr/data Bit 2 Adr/data
TDT4160 Datamaskiner Grunnkurs Gunnar Tufte
1 TDT4160 Datamaskiner Grunnkurs 2011 Gunnar Tufte 2 Kapittel 4: Microarchitecture level 3 Ny Arkitektur: IJVM 4 Instruksjonsett Stack basert 5 Mikroprogramm 0001010010000000000000111 001111000000010000001000
Kapittel 3: Digital logic level
1 Spørjetime 2008 2 Spørsmål (botn opp) Fulladder, halvadder etc Avbrudahandtering 1 Adressedekoding Generelle I/O-berekningar (rekne klokke antal bit) DMA Arbitrering IJVM (litt om alt) IJVM-mikroprogramm
TDT4160 Datamaskiner Grunnkurs 2008. Gunnar Tufte
1 TDT4160 Datamaskiner Grunnkurs 2008 Gunnar Tufte 2 Auka yting 3 Auka yting CPU 4 Parallellitet Essensielt for å øke ytelse To typer: 1) Instruksjonsnivåparallellitet Fleire instruksjonar utføres samtidig
TDT4160 Datamaskiner Grunnkurs Gunnar Tufte
1 TDT4160 Datamaskiner Grunnkurs 2011 Gunnar Tufte 2 Kapittel 4: Microarchitecture level 3 Kapittel 4: Microarchitecture level Nivå mellom Under Instruction Level Architecture (ISA) Over Digital logic
TDT4160 Datamaskiner Grunnkurs 2008. Gunnar Tufte
1 TDT4160 Datamaskiner Grunnkurs 2008 Gunnar Tufte 2 I dag Kva er inni 8051, P4 og UltraSparc Digital logic level (start kapitel 3) VIKTIG MELDING Alle som har brukt NTNU-passord for AoC pålogging må skifte
Kapittel 4: Microarchitecture level
1 Kapittel 4: Microarchitecture level 2 Kapittel 4: Microarchitecture level 3 Kva er og Kva gjer Realisera Instruction Level Architecture (ISA) 4 Nivå 2: Instruksjonssetarkitektur (ISA) Instruksjonssettark.
Fortsetelse Microarchitecture level
1 Fortsetelse Microarchitecture level IJVM 2 Implementasjon Detaljar for å utføre instruksjonssettet Ein gitt implementasjon har ein gitt yting Endre ytinga Teknologi (prosess) Transistor implementasjon
TDT4160 Datamaskiner Grunnkurs 2011. Gunnar Tufte
1 TDT4160 Datamaskiner Grunnkurs 2011 Gunnar Tufte 2 Lager 2.1 2.2 Hard disc Tape storage RAM Module Optical disc Register bank Core memory 3 Ein-prosessor maskin 4 Lager og prosessor overordna Tape Optical
TDT4160 Datamaskiner Grunnkurs Gunnar Tufte
1 TDT4160 Datamaskiner Grunnkurs 2011 Gunnar Tufte 2 Kapittel 4: Microarchitecture level 3 Auka yting IJVM 4 IJVM: MicrArch vs Instruction Set Architecture Instruksjonsset: Minnemodell: MIC 1 MIC 2 ISA
1 TDT4160 Datamaskiner Grunnkurs Gunnar Tufte
1 TDT4160 Datamaskiner Grunnkurs 2011 Gunnar Tufte Ein slags Top-down av pensum 2 Kva ønskjer me? Har eit høgnivåspråk JAVA (forenkla til Integer Java) Ønskjer ei maskin å køyre program på EIT program:
TDT4160 Datamaskiner Grunnkurs 2011. Gunnar Tufte
1 TDT4160 Datamaskiner Grunnkurs 2011 Gunnar Tufte 2 Kapittel 3: Digital logic level 3 Nivå 0: Digtalekretsar Fundamentale komponentar AND, OR, NOT,NAND, NOR XOR porter D-vipper for lagring av ett bit
TDT4160 Datamaskiner Grunnkurs Gunnar Tufte
1 TDT4160 Datamaskiner Grunnkurs 2011 Gunnar Tufte 2 Kapittel 4: Microarchitecture level 3 Kapittel 4: Microarchitecture level 4 Kapittel 4: Microarchitecture level Nivå mellom Under Instruction Level
Fortsetelse Microarchitecture level
1 Fortsetelse Microarchitecture level 2 Kva kan datamaskiner (frå 1. forelesing) Aritmetiske Logiske funksjonar Flytte data frå ein plass til ein anna Test er eit tal 0? Gjere desse operasjonane FORT Berekne
INF2270. Datamaskin Arkitektur
INF2270 Datamaskin Arkitektur Hovedpunkter Von Neumann Arkitektur ALU Minne SRAM DRAM RAM Terminologi RAM Signaler Register Register overføringsspråk Von Neumann Arkitektur John von Neumann publiserte
TDT4160 DATAMASKINER GRUNNKURS EKSAMEN
Norwegian University of Science and Technology Faculty of Information Technology, Mathematics and Electrical Engineering The Department of Computer and Information Science TDT4160 DATAMASKINER GRUNNKURS
TDT4160 AUGUST, 2008, 09:00 13:00
Norwegian University of Science and Technology Faculty of Information Technology, Mathematics and Electrical Engineering The Department of Computer and Information Science TDT4160 DATAMASKINER GRUNNKURS
TDT DESEMBER, 2009, 09:00 13:00
Norwegian University of Science and Technology Faculty of Information Technology, Mathematics and Electrical Engineering The Department of Computer and Information Science TDT4160 DATAMASKINER GRUNNKURS
Forelesning ISA-nivået Kap 5.1
TDT4160 Datamaskiner Grunnkurs Forelesning 10.11 ISA-nivået Kap 5.1 Dagens tema Instruksjonssettarkitektur (5.1) Hva er ISA? Bakoverkompatibilitet Hva omfatter ISA? Minnemodeller Registre Instruksjoner
TDT4160 DATAMASKINER GRUNNKURS EKSAMEN
Norwegian University of Science and Technology Faculty of Information Technology, Mathematics and Electrical Engineering The Department of Computer and Information Science TDT4160 DATAMASKINER GRUNNKURS
INF2270. Datamaskin Arkitektur
INF2270 Datamaskin Arkitektur Hovedpunkter Von Neumann Arkitektur ALU Minne SRAM DRAM RAM Terminologi RAM Signaler Register Register overføringsspråk Von Neumann Arkitektur John von Neumann publiserte
AVSLUTTENDE EKSAMEN I. TDT4160 Datamaskiner Grunnkurs Løsningsforslag. Torsdag 29. November 2007 Kl. 09.00 13.00
Side 1 av 13 NTNU Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet BOKMÅL Fakultet for informasjonsteknologi, matematikk og elektroteknikk Institutt for datateknikk og informasjonsvitenskap AVSLUTTENDE EKSAMEN
Dagens temaer. Fra kapittel 4 i Computer Organisation and Architecture. Kort om hurtigminne (RAM) Organisering av CPU: von Neuman-modellen
Dagens temaer Fra kapittel 4 i Computer Organisation and Architecture Kort om hurtigminne (RAM) Organisering av CPU: von Neuman-modellen Register Transfer Language (RTL) Instruksjonseksekvering Pipelining
Forelesning 5. Diverse komponenter/større system
Forelesning 5 Diverse komponenter/større system Hovedpunkter Komparator Dekoder/enkoder MUX/DEMUX Kombinert adder/subtraktor ALU En minimal RISC - CPU 2 Komparator Komparator sammenligner to 4 bits tall
IN1020. Datamaskinarkitektur
IN1020 Datamaskinarkitektur Hovedpunkter Von Neumann Arkitektur BUS Pipeline Hazarder Intel Core i7 Omid Mirmotahari 4 Von Neumann Arkitektur John von Neumann publiserte i 1945 en model for datamaskin
Kapittel 6. Høynivå møter lavnivå Fra C til assembly Fra assembly til maskinkode Linking og lasting
Kapittel 6 Høynivå møter lavnivå Fra C til assembly Fra assembly til maskinkode Linking og lasting CISC eller RISC Komplekst eller enkelt. Hva er raskest? Pipelining Smart bruk av registre Kode for lavt
Forelesning Instruksjonstyper Kap 5.5
TDT4160 Datamaskiner Grunnkurs Forelesning 22.11 Instruksjonstyper Kap 5.5 Dagens tema Instruksjonstyper (5.5) Datatransport Datamanipulering Betingede hoppinstruksjoner Prosedyrekall Løkker I/O Eksempler
hvor mye hurtigminne (RAM) CPU en kan nyttiggjøre seg av. mens bit ene betraktet under ett kalles vanligvis et ord.
Oppbygging av RAM Sentrale begreper er adresserbarhet og adresserom Adresserbarhet: Antall bit som prosessoren kan tak samtidig i én operasjon (lese- eller skrive-operasjon). 9.. INF Antall bit som kan
Dagems temaer. kapittel 4 i Computer Organisation and Architecture. av CPU: von Neuman-modellen. Transfer Language (RTL) om hurtigminne (RAM)
Dagems temaer Fra Kort Organisering Register kapittel 4 i Computer Organisation and Architecture om hurtigminne (RAM) av CPU: von Neuman-modellen Transfer Language (RTL) Instruksjonseksekvering Pipelining
Datamaskinens oppbygning
Datamaskinens oppbygning Håkon Tolsby 18.09.2014 Håkon Tolsby 1 Innhold Hovedenheten Hovedkort Prosessor CISC og RISC 18.09.2014 Håkon Tolsby 2 Datamaskinens bestanddeler Hovedenhet Skjerm Tastatur Mus
Intel Core i7. Omid Mirmotahari 4
INF2270 Pipeline Hovedpunkter Oppsummering av én-sykel implementasjon Forbedring av én-sykel designet Introduksjon til pipelining Oppbygning av datapath med pipelining Intel Core i7 Omid Mirmotahari 4
AVSLUTTENDE EKSAMEN I. TDT4160 Datamaskiner Grunnkurs. Torsdag 29. November 2007 Kl. 09.00 13.00
Side 1 av 11 NTNU Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet BOKMÅL Fakultet for informasjonsteknologi, matematikk og elektroteknikk Institutt for datateknikk og informasjonsvitenskap AVSLUTTENDE EKSAMEN
TDT4160 DATAMASKINER GRUNNKURS EKSAMEN
Norwegian University of Science and Technology Faculty of Information Technology, Mathematics and Electrical Engineering The Department of Computer and Information Science TDT4160 DATAMASKINER GRUNNKURS
Forelesning Forgreningspredikering Kap 4.5 Superskalaritet Kap 4.5 Spekulativ utføring Kap 4.5
TDT4160 Datamaskiner Grunnkurs Forelesning 8.11 Forgreningspredikering Kap 4.5 Superskalaritet Kap 4.5 Spekulativ utføring Kap 4.5 Dagens tema Forgreningspredikering (4.5) Hoppinstruksjoner og samlebånd
INF1400 Kap4rest Kombinatorisk Logikk
INF4 Kap4rest Kombinatorisk Logikk Hovedpunkter Komparator Dekoder/enkoder MUX/DEMUX Kombinert adder/subtraktor ALU FIFO Stack En minimal RISC - CPU Komparator Komparator sammenligner to tall A og B 3
Dagems temaer INF ! Fra kapittel 4 i Computer Organisation and Architecture. ! Kort om hurtigminne (RAM)
Dagems temaer! ra kapittel 4 i Computer Organisation and Architecture! Kort om hurtigminne (RAM)! Organisering av CPU: von Neuman-modellen! Register Transfer Language (RTL)! Instruksjonseksekvering! Pipelining
TDT DESEMBER, 2014, 09:00 13:00. Norwegian University of Science and Technology Engineering The Department of Computer and Information Science
Norwegian University of Science and Technology Engineering The Department of Computer and Information Science TDT416 DATAMASKINER GRUNNKURS EKSAMEN 4. DESEMBER, 214, 9: 13: Kontakt under eksamen: Gunnar
Løsningsforslag eksamen TDT4160 høsten 2005
Løsningsforslag eksamen TDT4160 høsten 005 NB! Ved en feil er summen av prosentvektene for alle oppgavene 90 % og ikke 100 %. For å korrigere dette, ble alle resultater delt på 0,9. Oppgave 1 Alternativ
TDT4160 OG IT2201 DATAMASKINER GRUNNKURS EKSAMEN
Norwegian University of Science and Technology Faculty of Information Technology, Mathematics and Electrical Engineering The Department of Computer and Information Science TDT4160 OG IT2201 DATAMASKINER
Maskinvaredelen av INF 103: oversikt og innhold (1)
Maskinvaredelen av INF 3: oversikt og innhold () Boolsk algebra: Regning med og, og AND, OR og NOT Analyse og design av logiske kretser: AND, OR og NOT som byggeblokker Hukommelse og sekvensiell logikk:
Overordnet maskinarkitektur. Maskinarkitektur zoomet inn. I CPU: Kontrollenheten (CU) IT1101 Informatikk basisfag, dobbeltime 11/9
IT1101 Informatikk basisfag, dobbeltime 11/9 Hittil: sett på representasjon av informasjon og manipulering av bits i kretser Idag: hever oss til nivået over og ser på hvordan program kjører i maskinen
EKSAMENSOPPGAVE I FAG TDT4160 DATAMASKINER GRUNNKURS. D: Ingen trykte eller håndskrevne hjelpemiddel tillatt. Bestemt, enkel kalkulator tillatt.
Side 1 av 8 Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet Institutt for datateknikk og informasjonsvitenskap EKSAMENSOPPGAVE I FAG TDT4160 DATAMASKINER GRUNNKURS Faglig kontakt under eksamen: Jon Olav
Fortsetelse Microarchitecture level
1 Fortsetelse Microarchitecture level 2 Implementasjon Kva kan gjerast for å auke ytinga 3 Implementasjon Detaljar for å utføre instruksjonssettet Ein gitt implementasjon har ein gitt yting Endre ytinga
Digital logic level: Oppsummering
1 Digital logic level: Oppsummering 2 Nivå 0: Digtalekretsar Ai Bi Ci-1 Fundamentale komponentar AND, OR, NOT,NAND, NOR XOR porter D-vipper for lagring av ett bit Samansette komponentar Aritmetiske kretsar
TDT4160 15. AUGUST, 2011, 09:00 13:00
Norwegian University of Science and Technology Faculty of Information Technology, Mathematics and Electrical Engineering The Department of Computer and Information Science TDT4160 DATAMASKINER GRUNNKURS
Institiutt for informatikk og e-læring, NTNU Kontrollenheten Geir Ove Rosvold 4. januar 2016 Opphavsrett: Forfatter og Stiftelsen TISIP
Geir Ove Rosvold 4. januar 2016 Opphavsrett: Forfatter og Stiftelsen TISIP Resymé: I denne leksjonen ser vi på kontrollenheten. s funksjon diskuteres, og vi ser på de to måtene en kontrollenhet kan bygges
Intel Core i7. Omid Mirmotahari 4
INF2270 Pipeline Hovedpunkter Oppsummering av én-sykel implementasjon Forbedring av én-sykel designet Introduksjon til pipelining Oppbygning av datapath med pipelining Intel Core i7 Omid Mirmotahari 4
Forelesning 1.11. Optimalisering av μark Kap 4.4
TDT4160 Datamaskiner Grunnkurs Forelesning 1.11 Optimalisering av μark Kap 4.4 Dagens tema Optimalisering av μark (4.4) Instruction Fetch Unit Mic-2 Samlebånd Mic-3 Instruksjonskø Mic-4 Optimalisering
INF3430. Funksjoner og prosedyrer Standardbiblioteker Komplekse sekvensielle systemer
INF3430 Funksjoner og prosedyrer Standardbiblioteker Komplekse sekvensielle systemer Innhold Funksjoner og operatorer Prosedyrer Begrepet overload Biblioteker Package/package body Standard biblioteker
Prosessoren. Bakgrunnen Innhold LMC. Assemblerkode Oppsummering instruksjonene [Englander kap 6] Hva inneholder den? Hvordan utføres instruksjonene?
![Prosessoren. Bakgrunnen Innhold LMC. Assemblerkode Oppsummering instruksjonene [Englander kap 6] Hva inneholder den? Hvordan utføres instruksjonene?](/thumbs/91/107633004.jpg "Prosessoren. Bakgrunnen Innhold LMC. Assemblerkode Oppsummering instruksjonene [Englander kap 6] Hva inneholder den? Hvordan utføres instruksjonene?")
Prosessoren Bakgrunnen Innhold LMC Hva inneholder den? Hvordan utføres instruksjonene? Assemblerkode Oppsummering instruksjonene [Englander kap 6] Lagdelingen av en datamaskin Internett Lokalnett (LAN)
SIE 4005, 9/10 (4. Forelesn.)
SIE 4005, 9/10 (4. Forelesn.) Tredje forelesning: 8.1 The control unit 8.2 Algorithmic state machines 8.3 Design example: Binary multiplier 8.4 Hardwired Control Fjerde forelesning: litt repetisjon 8.4
Oppsummering av digitalteknikkdelen
Oppsummering av digitalteknikkdelen! Følgende hovedtemaer er gjennomgått! Boolsk Algebra! von Neuman-arkitektur! Oppbygging av CPU! Pipelining! Cache! Virtuelt minne! Interne busser 09.05. INF 1070 1 Boolsk
NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET INSTITUTT FOR DATATEKNIKK OG INFORMASJONSVITENSKAP
Side 1 av 9 NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET INSTITUTT FOR DATATEKNIKK OG INFORMASJONSVITENSKAP Faglig kontakt under eksamen: Jon Olav Hauglid, Tlf 93440 Institutt for datateknikk og informasjonsvitenskap,
TDT4160 16. DESEMBER, 2013, 09:00 13:00. Norwegian University of Science and Technology Engineering The Department of Computer and Information Science
Norwegian University of Science and Technology Engineering The Department of Computer and Information Science TDT416 DATAMASKINER GRUNNKURS EKSAMEN 16. DESEMBER, 213, 9: 13: Kontakt under eksamen: Gunnar
Løsningsforslag til øving 5 TFE4105 Digitalteknikk og Datamaskiner Høsten 2006
Løsningsforslag til øving 5 TFE4105 Digitalteknikk og Datamaskiner Høsten 2006 Oppgave 1 Papirsimulering av utførende enhet Styreordsekvens Registeroperasjon 011 011 001 0 0010 0 1 R3 R3 + R1 ; R3 = 01100111
Dagens tema. Dagens tema er hentet fra kapittel 4.3 og 4.4. Mer om pipelining Ytelse Hasarder. Pipelining i Pentium-arkitekturen
Dagens tema Dagens tema er hentet fra kapittel 4.3 og 4.4 Mer om pipelining Ytelse Hasarder Pipelining i Pentium-arkitekturen Mikrokode Hard-wired Mikroprogrammert RISC og CISC Fordeler og ulemper 1/41
TDT DESEMBER, 2008, 09:00 13:00
Norwegian University of Science and Technology Faculty of Information Technology, Mathematics and Electrical Engineering The Department of Computer and Information Science TDT4160 DATAMASKINER GRUNNKURS
SIE 4005, 2/10 (2. Forelesn.)
SIE 4005, 2/10 (2. Forelesn.) Første forelesning: 7.1 Datapaths and operations 7.2 Register Transfer operations 7.3 Microoperations (atitm., logic, shift) 7.4 MUX-based transfer 7.5 Bus-based transfer
Fakultet for informasjonsteknologi, Oppgave 1 Flervalgsspørsmål ( multiple choice ) 15 %
Side 1 av 10 NTNU Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet Fakultet for informasjonsteknologi, matematikk og elektroteknikk Institutt for datateknikk og informasjonsvitenskap Løsningsforslag til
Dagens temaer. tema er hentet fra kapittel 4.3 og 4.4 om pipelining. til neste ukes forelesning (hvis tid) INF ! Mikrokode. !
agens temaer! agens! Mer tema er hentet fra kapittel 4.3 og 4.4 om pipelining! Ytelse! Hasarder! Mikrokode! Hard-wired! Mikroprogrammert! RISC! Introduksjon og CISC! ordeler og ulemper til neste ukes forelesning
INF3430/4431. Funksjoner og prosedyrer Standardbiblioteker Komplekse sekvensielle systemer
INF3430/4431 Funksjoner og prosedyrer Standardbiblioteker Komplekse sekvensielle systemer Innhold Funksjoner og operatorer Prosedyrer Begrepet overload Biblioteker Package/package body Standard biblioteker
! Sentrale begreper er adresserbarhet og adresserom. ! Adresserbarhet: Antall bit som prosessoren kan tak samtidig i én operasjon
agems temaer Oppbygging av RAM! ra kapittel i Computer Organisation and Architecture! Kort om hurtigminne (RAM)! Organisering av CPU: von Neuman-modellen! Register Transfer Language (RTL)! Instruksjonseksekvering!
ANSWER KEY FOR THE EXAM
ANSWER KEY FOR THE EXAM Page 1 of 19 OPPGÅVE 1: DIGITALTLOGISKNIVÅ (25% (10% PÅ A OG B; 5% PÅ C)) a. I figur 1 er EPROM og RAM kopla til ein felles buss. Finn adresseområde for EPROM og RAM og teikn minnekart.
befinner seg. Deretter leses instruksjonen fra i registerfilen ved ny stigende klokkepuls.
SIE 4005, 15/10 (5. Forelesn.) Andre forelesning: litt repetisjon 8.4 Hardwired Control 8.7 Microprogrammed Control 8.8 A simple computer architecture Femte forelesning: noe repetisjon. 8.9 Single-Cycle
Hvorfor lære om maskinvare*?
Litt om maskinvare Hvorfor lære om maskinvare*? Hovedoppgaven til et OS er å styre maskinvare Må ha grunnleggende kjennskap til maskinvare for å forstå hvordan OS fungerer Skal bare se på grunnleggende
Datamaskinens virkemåte
Geir Ove Rosvold 6. januar 26 Opphavsrett: Forfatter og Stiftelsen TISIP Resymé: I denne leksjonen ser vi på den grunnleggende virkemåten til en datamaskin. Vi ser på de forskjellige delene - blant annet
INF-103 Fra brukergrensesnitt til maskinvare
Velkommen til INF-103 Fra brukergrensesnitt til maskinvare eller Datamaskinen på tvers Motto: Hva er det egentlig som skjer? Ark 1 av 23 Første time Introduksjon til kurset Hva handler kurset om? Forelesere
INF-103. Velkommen til. Første time. Fra brukergrensesnitt til maskinvare. eller Datamaskinen på tvers. Andre time
Velkommen til INF-103 Fra brukergrensesnitt til maskinvare eller Datamaskinen på tvers Motto: Hva er det egentlig som skjer? Første time Introduksjon til kurset Hva handler kurset om? Forelesere Pensum
Hvordan en prosessor arbeider, del 1
Hvordan en prosessor arbeider, del 1 Læringsmål Kompilator, interpret og maskinkode CPU, registre Enkle instruksjoner: de fire regnearter Mer informasjon om temaet Internett Lokalnett (LAN) Mitt program
NOTAT (pensum!) Javas klasse-filer, byte-kode og utførelse
NOTAT (pensum!) Javas klasse-filer, byte-kode og utførelse Dessverre litt få figurer INF 5110, 8/5-2012, Stein Krogdahl Byte-koden for Java og.nett (C#) http://en.wikipedia.org/wiki/java_bytecode_instruction_listings
Generelt om operativsystemer
Generelt om operativsystemer Operativsystemet: Hva og hvorfor Styring av prosessorer (CPU), elektronikk, nettverk og andre ressurser i en datamaskin er komplisert, detaljert og vanskelig. Maskinvare og
Forelesning Adresseringsmodi Kap 5.4
TDT4160 Datamaskiner Grunnkurs Forelesning 21.11 Adresseringsmodi Kap 5.4 Dagens tema Adresseringsmodi (5.4) Hva? Gjennomgang av 6 forskjellige modi Bruk av stakk Eksempler Repetisjon: Instruksjonsformat
TDT DESEMBER, 2012, 09:00 13:00. Norwegian University of Science and Technology Engineering The Department of Computer and Information Science
Norwegian University of Science and Technology Engineering The Department of Computer and Information Science TDT4160 DATAMASKINER GRUNNKURS EKSAMEN 17. DESEMBER, 2012, 09:00 13:00 Kontakt under eksamen:
Dagens temaer. Architecture INF ! Dagens temaer hentes fra kapittel 3 i Computer Organisation and
Dagens temaer! Dagens temaer hentes fra kapittel 3 i Computer Organisation and Architecture! Enkoder/demultiplekser (avslutte fra forrige gang)! Kort repetisjon 2-komplements form! Binær addisjon/subtraksjon!
EKSAMEN I TDT4160 DATAMASKINER GRUNNKURS
Norges teknisk naturvitenskapelige universitet Institutt for datateknikk og informasjonsvitenskap Side 1 av 18 Faglig kontakt under eksamen: Magnus Jahre (952 22 309) EKSAMEN I TDT4160 DATAMASKINER GRUNNKURS
Datamaskinarkitektur våren 2009
Datamaskinarkitektur våren 2009 Forelesning 1: Introduksjon til kurset T. M. Jonassen Department of Computer Science Faculty of Engineering Oslo University College 05. Januar 2009 Outline 1 Oversikt 2
4/5 store parallelle maskiner /4 felles hukommelse in 147, våren 1999 parallelle datamaskiner 1. når tema pensum.
Parallellitet når tema pensum 27/4 felles hukommelse 9.2 9.3 4/5 store parallelle maskiner 9.4 9.6 in 147, våren 1999 parallelle datamaskiner 1 Tema for denne forelesningen: kraftigere enn én prosessor
Forelesning ISA: IJVM Kap 4.2
TDT4160 Datamaskiner Grunnkurs Forelesning 27.10 ISA: IJVM Kap 4.2 Dagens tema Repetisjon: ISA vs. mikroarkitektur ISA: IJVM (4.2) Lagring av lokale variable Minnemodell Instruksjonssett Metodekall Kompilering
INF3430/4430. Funksjoner og prosedyrer Standardbiblioteker Komplekse sekvensielle systemer
INF3430/4430 Funksjoner og prosedyrer Standardbiblioteker Komplekse sekvensielle systemer 2005-10-26 Agenda Funksjoner og operatorer Prosedyrer Begrepet overload Biblioteker Package/package body Standard
Tildeling av minne til prosesser
Tildeling av minne til prosesser Tildeling av minne til prosesser OS må hele tiden holde rede på hvilke deler av RAM som er ledig/opptatt Når (asynkrone) prosesser/run-time system krever tildeling av en
Forelesning 15.11. Datatyper Kap 5.2 Instruksjonsformat Kap 5.3 Flyttall App B
TDT4160 Datamaskiner Grunnkurs Forelesning 15.11 Datatyper Kap 5.2 Instruksjonsformat Kap 5.3 Flyttall App B Dagens tema Datatyper (5.2) Heltall Ikke-numeriske datatyper Instruksjonsformat (5.3) Antall
SIE 4005, 8/10 (3. Forelesn.)
SIE 4005, 8/10 (3. Forelesn.) Andre forelesning: litt repetisjon 7.7 Arithmetic / Logic unit 7.8 The Shifter 7.9 Datapath representation 7.10 The control word 7.11 Pipelined datapath Tredje forelesning:
Dagens temaer. Dagens emner er hentet fra Englander kapittel 10 (side ) Mer om adresseringsmodi. RISC og CISC-prosessorer.
agens temaer agens emner er hentet fra nglander kapittel 10 (side 279-318 ) Mer om adresseringsmodi RISC og CISC-prosessorer Pipelining Skalare og superskalare prosessorer 26.09.03 IN 103 1 Mer om adresseringsmodi
Litt om Javas class-filer og byte-kode
Litt om Javas class-filer og byte-kode INF 5110, 11/5-2010, Stein Krogdahl (Dessverre litt få figurer) Disse formatene ble planlagt fra start som en del av hele Java-ideen Bt Byte-koden gir portabilitet
TDT4160 8. AUGUST, 2009, 09:00 13:00
Norwegian University of Science and Technology Faculty of Information Technology, Mathematics and Electrical Engineering The Department of Computer and Information Science TDT4160 DATAMASKINER GRUNNKURS
TDT4110 Informasjonsteknologi, grunnkurs Uke 35 Introduksjon til IKT. Professor Guttorm Sindre Institutt for datateknikk og informasjonsvitenskap
TDT4110 Informasjonsteknologi, grunnkurs Uke 35 Introduksjon til IKT Professor Guttorm Sindre Institutt for datateknikk og informasjonsvitenskap Læringsmål og pensum Læringsmål for denne forelesningen
INF1070. Velkommen til. Datamaskinarkitektur. Motto: Hvordan bygger man en datamaskin? INF1070
Velkommen til Datamaskinarkitektur Motto: Hvordan bygger man en datamaskin? Dag Langmyhr,Ifi,UiO: Forelesning 10. januar 2005 Ark 1 av 10 Første time Introduksjon til kurset Hva handler kurset om? Forelesere
EKSAMEN I TDT4160 DATAMASKINER GRUNNKURS
Norges teknisk naturvitenskapelige universitet Institutt for datateknikk og informasjonsvitenskap Side 1 av 12 Faglig kontakt under eksamen: Magnus Jahre (952 22 309) EKSAMEN I TDT4160 DATAMASKINER GRUNNKURS
Tildeling av minne til prosesser
Tildeling av minne til prosesser Tildeling av minne til en prosess Når en ny prosess opprettes har den et krav til hvor mye minne som skal reserveres for prosessen Memory Management System (MMS) i OS må
Dagens temaer. Mer om adresseringsmodi. Indeksert adressering med offset og auto-inkrement eller dekrement. Register-indirekte adressering
agens temaer Mer om adresseringsmodi LC-2 har fem adresseringmodi : Umiddelbar, Register, irekte, Indirekte og Base+Offset. agens emner er hentet fra nglander kapittel 10 (side 279-318 ) Mer om adresseringsmodi
Javas klasse-filer, byte-kode og utførelse (og litt om C# sin CIL-kode)
Javas klasse-filer, byte-kode og utførelse (og litt om C# sin CIL-kode) Disse foilene er pensum INF 5110, 30/4-2013, Stein Krogdahl Byte-koden for Java og.nett (C#) kan leses her: http://en.wikipedia.org/wiki/java_bytecode_instruction_listings
NOTAT (pensum!) Javas klasse-filer, byte-kode og utførelse. INF 5110, 10/5-2011, Stein Krogdahl
NOTAT (pensum!) Javas klasse-filer, byte-kode og utførelse Dessverre litt få figurer INF 5110, 10/5-2011, Stein Krogdahl Oversikt over Javas class-filer og byte-kode Disse formatene ble planlagt fra start
Datasystemer og informasjonssystemer
DRI1001 forelesning 2008 Hva er en datamaskin og hva kan den brukes til Prinsipper for datamaskinens virkemåte Kort om binære tall Litt om datamaskinens historie og faglig basis Data, informasjon og kunnskap
tema er hentet fra kapittel 4.3 og 4.4 om pipelining Mikroprogrammert Dagens temaer Hard-wired Mikrokode Hasarder Ytelse
Dagens temaer 1 Dagens Mer tema er hentet fra kapittel 4.3 og 4.4 om pipelining Ytelse Pipelining Hasarder i Pentium-arkitekturen Mikrokode Hard-wired RISC Mikroprogrammert og CISC Fordeler og ulemper
TDT DESEMBER, 2014, 09:00 13:00. Norwegian University of Science and Technology Engineering The Department of Computer and Information Science
Norwegian University of Science and Technology Engineering The Department of Computer and Information Science TDT416 DATAMASKINER GRUNNKURS EKSAMEN 4. DESEMBER, 214, 9: 13: Kontakt under eksamen: Gunnar
TDT DESEMBER, 2009, 09:00 13:00
Norwegian University of Science and Technology Faculty of Information Technology, Mathematics and Electrical Engineering The Department of Computer and Information Science TDT4160 DATAMASKINER GRUNNKURS
Innhold. 2 Kompilatorer. 3 Datamaskiner og tallsystemer. 4 Oppsummering. 1 Skjerm (monitor) 2 Hovedkort (motherboard) 3 Prosessor (CPU)
2 Innhold 1 Datamaskiner Prosessoren Primærminnet (RAM) Sekundærminne, cache og lagerhierarki Datamaskiner Matlab Parallell Jørn Amundsen Institutt for Datateknikk og Informasjonsvitenskap 2010-08-31 2