- •Технологи повышения производительности процессоров: конвейеры, суперскалярная архитектура.
- •Типы команд и данных: числовые типы данных, числа с плавающей точкой и принцип их представления, анализ оси действительных чисел, континуум, стандарт ieee 754.
- •Технологи повышения производительности процессоров: параллельные архитектуры, векторные компьютеры, мультипроцессоры, мультикомпьютеры.
- •Нечисловые типы данных: типы команд, команды перемещения данных, бинарные операции, унарные операции, сравнения и условные переходы, управления циклом, команды ввода-вывода.
- •Технологи повышения производительности процессоров: динамическое исполнение, технология Hyper Threading, архитектура ia-64.
- •Прерывания. Условия возникновения прерываний. Действия аппаратного обеспечения при возникновении прерывания.
- •Технологи повышения производительности процессоров: архитектура ia-64, предикация, опережающее чтения данных.
- •Представление информации в вычислительных системах: непрерывная и дискретная информация, дискретизация.
- •Виртуальная память. Особенности уровня операционной системы. Причины возникновения виртуальной памяти. Страничная организация памяти. Виртуальное и физическое адресные пространства.
- •Кодирование информации: классификация систем кодирования, классификационное кодирование, регистрационное кодирование.
- •Виртуальная память. Страничная организация памяти. Рабочее множество, политика замещения страниц (методы lru и fifo). Размер страниц и фрагментация. Сегментация.
- •Иерархическая структура памяти. Бит. Системы счисления.
- •Виртуальные команды ввода-вывода. Файлы. Реализация виртуальных команд ввода вывода на примере различных файловых систем (рассмотреть один способ).
- •Двоичная, восьмеричная и шестнадцатеричные системы счисления. Выполнение простейших операций в различных системах счисления.
- •II. Реализация виртуальных команд ввода-вывода на примере различных файловых систем (рассмотреть один способ). Команды управления папками. Виртуальные команды для параллельной обработки. Процесс.
- •Адреса памяти, машинные слова, упорядочение байтов, код с исправлением ошибок, кодированное слово, интервал Хэмминга, бит четности, диаграмма Венна и ее использование для исправления ошибок.
- •Вычислительные системы. Вопросы разработки компьютеров параллельного действия. Мультипроцессоры. Совместно используемая память и уровня ее реализации.
Нечисловые типы данных: типы команд, команды перемещения данных, бинарные операции, унарные операции, сравнения и условные переходы, управления циклом, команды ввода-вывода.
Сегодня они используются чаще, чем числовые
Символы: на аппаратном уровне 2 символьных кода – ASCII (8 бит) 256, UNICODE (16 бит) 65536
Булевый тип (0,1) (истина – 1, ложь – 0)
Команды
Современные компьютеры поддерживают следующие типы команд:
Команды перемещения данных.
Является основным типом команд. Одни команды позволяют перемещать биты, а другие машинные слова.
Команды копирования и перемещения. Эти действия необходимы для того, чтобы сделать данные доступными для работы, загрузить в регистры, для того, чтобы повысить скорость работы (создавая несколько копий).
Бинарные операции.
Можно разделить на 2 типа: программы, которые из двух операндов получают один результат и булевые команды – для двух переменных всего 16 булевых команд.
Унарные операции.
Используют один операнд и получают один результат. К ним относятся операции сдвига и циклического сдвига.
Операции сравнения и условные переходы.
Команды вызова процедур.
Процедура – группа команд, которая выполняет определенную задачу, которую можно вызвать из разных мест программы.
Команды управления циклом.
Команды в/в.
Современные ПК используют 3 схемы ввода/вывода:
А) программируемый в/в с активным ожиданием.
Б) в/в с управлением по прерыванию.
В) в/в с прямым доступом к памяти.
Билет № 12, 34.
Технологи повышения производительности процессоров: динамическое исполнение, технология Hyper Threading, архитектура ia-64.
Технология Hyper Threading – разработка Intel. Один физический процессор разбивается на два логических. Оба логических процессора используют одни и те же физические ресурсы, но выполняют две разные программы. Максимальный прирост производительности – 30%.
Архитектура IA-64
Длительное время все компьютеры были 32битные.
Особенности: 1) большое количество разной длины
2) двухадресные команды (сегодня большинство команд трехадресные)
3) небольшое количество общих регистров
4) в сложных программах не всегда можно было предсказать ветвление
5) максимальный объем ОП 232 байта= 4 гб и т.д.
Всё это привело к необходимости создания новой архитектуры. Это была разработка Intel и Hewlett Packard – IA-64.
EPIC – явный параллелизм. За параллельность здесь отвечает компилятор, а не процессор.
Архитектура IA-64 оперирует 64битными адресами, 64битными регистрами. Все команды имеют одинаковую длину (41 бит) и одинаковый формат. При выполнении все команды связываются в пучки по 128 бит.
Предикация (метка) - позволяет резко сократить число условных переходов. Процессор выполняет все ветви условного перехода и на каждую ветвь ставит предикат. Когда выполнение программы доходит до условия, процессор отбрасывает все ветви, кроме правильной.
Опережающее чтение данных – процессор анализирует программу и заранее записывает в регистры путное значение.