|
|
|
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
jest sumÀ obu czÍúci, a ich de"ugoúÊ jest umowna. W przypadku liczb zmiennopozycyj-
nych, de"ugoúÊ mantysy i cechy jest stae"a, a wartoúÊ liczby okreúla wzÛr:
x = m·2c
Taki sposÛb zapisu liczb wymiernych pozwala objÀÊ bardzo duøy zakres liczb,
kosztem nierÛwnomiernego ich rozmieszczenia na osi liczbowej. Dla przyke"adu moøna
podaÊ zakresy liczb typu integer (stae"opozycyjne) i real (zmiennopozycyjne) w Pascalu:
S Integer -32768...32767
S Real 2,9e-39...1,7e38
W wielu zastosowaniach, np. w fizyce, gdzie wystÍpuje olbrzymia rozpiÍtoúÊ da-
nych liczbowych (np. masa elektronu i prÍdkoúÊ úwiate"a), jest to jednak konieczne.
MantysÍ liczby zmiennopozycyjnej przedstawia siÍ najczÍúciej w systemie znak-
modue". De"ugoúÊ mantysy ma wpe"yw na doke"adnoúÊ liczb. CechÍ natomiast przewaønie
przedstawia siÍ w systemie uzupee"nieniowym do 2.
3.22. Co to jest koprocesor?
Koprocesory sÀ wyspecjalizowanymi uke"adami wspÛe"pracujÀcymi z procesorem.
NajczÍúciej spotyka siÍ koprocesory przyúpieszajÀce dziae"ania na liczbach zmienno-
przecinkowych. SÀ to koprocesory arytmetyczne. CzÍsto uøywa siÍ rÛwnieø koproce-
sorÛw graficznych, zwanych teø akceleratorami graficznymi.
Dawniej koprocesory arytmetyczne bye"y budowane jako dodatkowe uke"ady scalo-
ne i umieszczane w pe"ycie ge"Ûwnej komputera. PoczÀwszy od i486 koprocesor aryt-
48 Komputer - czÍsto zadawane pytania
metyczny i procesor sÀ umieszczone na jednej strukturze. WyjÀtkiem jest procesor
i486SX, w ktÛrym dziae"anie koprocesora zostae"o zablokowane.
Akceleratory graficzne sÀ wyspecjalizowanymi uke"adami przetwarzajÀcymi gra-
fikÍ. Znalaze"y one zastosowanie zwe"aszcza przy pracach z grafikÀ przestrzennÀ. Ko-
procesor graficzny moøe sprzÍtowo dokonywaÊ obrotÛw i innych transformacji
obiektÛw, bez obciÀøania ze"oøonymi obliczeniami procesora ge"Ûwnego.
3.23. Jak dziae"a sterowanie?
Sterowanie realizuje podstawowy algorytm dziae"aÒ procesora. Ske"ada siÍ on z na-
stÍpujÀcych krokÛw (patrz pyt. 3.2):
S odczytanie z pamiÄ™ci rozkazu wskazanego przez licznik rozkazÛw LR i umiesz-
czenie go w rejestrze rozkazÛw RR
S zmiana zawartoúci LR tak, aby wskazywae" nastÍpny rozkaz
S dekodowanie rozkazu, okreúlenie jego typu i liczby argumentÛw
S wyznaczenie adresÛw i pobranie niezbÍdnych argumentÛw
S wykonanie wymaganych czynnoúci, wskazanych w treúci rozkazu i zapamiÍtanie
wyniku
S przejúcie do pobrania kolejnego rozkazu.
Kaødy z tych krokÛw ske"ada siÍ z wielu czynnoúci elementarnych. Na przyke"ad
pobranie danej z pamiÍci wymaga:
S otwarcia bramek umoøliwiajÀcych przese"anie adresu do rejestru adresowego pa-
miÍci
S wyse"anie sygnae"u odczytu
S otwarcie bramek umoøliwiajÀcych przese"anie danych z rejestru buforowego pa-
miÍci do miejsca przeznaczenia.
Wykonanie operacji arytmetycznej wymaga:
S otwarcia odpowiednich drÛg e"ÀczÀcych rejestry zawierajÀce argumenty z wej-
úciami arytmometru
S ustawienia odpowiednich sygnae"Ûw sterujÀcych dziae"aniem arytmometru
S zbadania, czy operacja zakoÒczye"a siÍ
S otwarcia drogi umoøliwiajÀcej przekazanie wyniku
S ustawienia odpowiednich znacznikÛw stanu, odzwierciedlajÄ…cych cechy wyniku.
Uke"ady sterowania muszÀ takøe reagowaÊ na sygnae"y przerwaÒ i odpowiednio
modyfikowaÊ cykl pracy procesora.
Procesor 49
3.24. Od czego zaleøy szybkoúÊ dziae"ania procesora?
SzybkoúÊ dziae"ania procesora zaleøy od jego konstrukcji. Ge"Ûwne cechy majÀce
wpe"yw na szybkoúÊ procesora to:
S szerokoúÊ magistrali danych
S wewnÍtrzna czÍstotliwoúÊ taktowania procesora (liczba cykli wykonywanych
przez procesor w ciÀgu sekundy)
S zewnÍtrzna czÍstotliwoúÊ taktowania (czÍstotliwoúÊ magistrali z jakÀ procesor
uzyskuje dostÍp do pamiÍci i innych uke"adÛw)
S wielkoúÊ pamiÍci podrÍcznej pierwszego poziomu (patrz pyt. 4.10)
S wielkoúÊ pamiÍci podrÍcznej drugiego poziomu (patrz pyt. 4.10).
Wymienione parametry wynikajÀ z modelu procesora i jego wersji. Obecnie pro-
dukowane procesory posiadajÀ 64-bitowÀ magistralÍ danych, wewnÍtrznÀ czÍstotli-
woúÊ taktowania rzÍdu 1 GHz, zewnÍtrznÀ czÍstotliwoúÊ 133 MHz, wielkoúÊ pamiÍci
podrÍcznej pierwszego poziomu 64 kB, rozmiar pamiÍci podrÍcznej drugiego pozio-
mu do 1024 kB.
SzybkoúÊ procesora jest wyraøana np. w MIPS-ach (ang. Milion Instructions Per
Second) lub GFLOPS-ach (ang. Giga Floating Operations Per Second). Pomiaru tych
parametrÛw dokonuje siÍ specjalnymi programami, reprezentujÀcymi Ñmieszanki obli-
czenioweî dla danej klasy zastosowaÒ i wÛwczas ocenia szybkoúÊ komputera.
3.25. Do jakiej wartoúci moøna zwiÍkszaÊ czÍstotliwoúÊ
taktowania procesora?
ZwiÍkszaniu czÍstotliwoúci taktowania procesora towarzyszy zwiÍkszanie mocy
wydzielanej z procesora. Aby zwiÍkszyÊ czÍstotliwoúÊ taktowania, producenci obni-
øajÀ napiÍcie zasilania uke"adÛw oraz wytwarzajÀ struktury z tranzystorami o coraz
mniejszych wymiarach. Procesor 486 bye" zbudowany z tranzystorÛw wielkoúci 1 µm,
procesor Pentium 0,6-0,35 µm, a procesor Pentium II 0,25 µm. Fizyczna granica wiel-
koúci pojedynczego tranzystora jest rzÍdu 0,05 µm i prawdopodobnie zostanie osiÀ-
gniÍta juø okoe"o 2005 roku. Przy tej wielkoúci mogÀ wystÀpiÊ problemy na poziomie
struktury atomowej.
Kolejne wersje procesorÛw sÀ ze"oøone z coraz wiÍkszej liczby tranzystorÛw. Pro-
cesor 486 miae" ponad 1mln tranzystorÛw, natomiast Pentium II posiada 6,5 mln tran-
zystorÛw.
Drugim ograniczeniem sÀ wzglÍdy ekonomiczne. Wraz ze wzrostem upakowania
elementÛw na strukturze, roúnie koszt wytworzenia procesora.
50 Komputer - czÍsto zadawane pytania
3.26. Co to jest mikroprocesor i kiedy go stworzono?
Mikroprocesor jest cyfrowym uke"adem scalonym o duøym stopniu scalenia i funk-
cjonalnej uniwersalnoúci. Rodzaj zadania, jakie wykonuje taki uke"ad, nie jest bowiem
zdeterminowany konfiguracjÀ poe"ÀczeÒ, lecz jest okreúlony przez program zawarty
w pamiÍci. CechÀ charakterystycznÀ urzÀdzeÒ cyfrowych, zbudowanych z mikropro-
cesorÛw, jest e"atwa zmiana rodzaju wykonywanego zadania. Polega ona jedynie na
wymianie programu sterujÀcego. Pod tym wzglÍdem mikroprocesor jest uniwersalnym
uke"adem cyfrowym.
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
zanotowane.pldoc.pisz.plpdf.pisz.plkwiatpolny.htw.pl
|
|
| Cytat |
Dobre pomysły nie mają przeszłości, mają tylko przyszłość. Robert Mallet
De minimis - o najmniejszych rzeczach.
Dobroć jest ważniejsza niż mądrość, a uznanie tej prawdy to pierwszy krok do mądrości. Theodore Isaac Rubin
Dobro to tylko to, co szlachetne, zło to tylko to, co haniebne.
Dla człowieka nie tylko świat otaczający jest zagadką; jest on nią sam dla siebie. I z obu tajemnic bardziej dręczącą wydaje się ta druga. Antoni Kępiński (1918-1972)
|
|
