TVY 2

2¹⁰ = 1024 = 1k = 1ki (kilo informaticky) 2¹¹ = 2¹⁰⁺¹ = 2*2¹⁰ = 2k 2¹² = 2¹⁰⁺² = 2²*^2¹⁰ = 4k

2²⁰ = 2¹⁰*2¹⁰ = 1k*1k = 1M = 1Mi 2³⁵ = 2³⁰⁺⁵ = 2⁵*2³⁰ = 32G

-> zopakovat min. rok, umocňování dvojky

John Von Neuman a Harvardská struktura PC

von neuman

adresace paměti

neuman - jeden paměťový prostor pro data a instrukce

alokace paměti

určujeme kde budou proměnné uloženy
deklarace a definice

harvard

zvlášť paměť pro data a zvlášť pro instrukce
rychlejší, málo paměti

minimalizace výrazů - úprava výrazů, vénovy diagramy, kanafovy mapy

stack - část operační paměti do které se ukládají zejména návratové adresy při odskoku do podprogramu (pro pokračování v programu), registry, proměnné funkcí atp.
- paměť typu LIFO - SAM - sekvenční paměť

Zákony booleovy algebry (pro minimalizaci): a*1 = a a+1 = 1 a*0 = 0 a+0 = a a+a = a a+a = a a*a = a ....

De Morganovy zákony a+b (neg) = a(neg)*b(neg)

-> zopakovat -> sekvenční a kombinační obvody (++ příklady) -> tří stavový obvod

třístavový obvod

sběrnice (bus) - je skupina signálových vodičů, kterou lze rozdělit na skupiny řídicích, adresových a datových vodičů v případě paralelní sběrnice nebo sdílení dat a řízení na společném vodiči (nebo vodičích) u sériových sběrnic. Sběrnice má za účel zajistit přenos dat a řídicích povelů mezi dvěma a více elektronickými zařízeními. Přenos dat na sběrnici se řídí stanoveným protokolem.
impedance - odpor který klade prostředí proudu -> Z (střídavé proudy), R (pro stejnosměrné)
budič sběrnice - přesun dat dovnitř/ven, odpojení vedlejších sběrnic

30.9. -> písem. opakování ^

(švp -> aby vlk se nažral a koza byla celá)

PROCESORY

ACC - akumulátor -> shifty (posunutí)
ALU - aritmetickologická jednotka
TEMP - temponary
SWR - výsledek z ALU
Parita - kontrola sudá/lichá
Carry - přenos řádu
GPR - mezivýsledky
Segment registrs - určují segment - části paměti
Stack pointer - ukazuje na určitou adresu v paměti (LIFO, FIFO) | registr v mikroprocesoru který ukazuje na adresu stacku kde je návratová adresa z podprogramu
Instrakční pointer - prochází jednotlivé segmenty | registr v mikroprocesoru který ukazuje na adresu následující instrukce

rozdíl mezi PC a IP -> (obsahují) PC - celá adresa, IP - offsetová adresa

Nibble - čtveřice bitů

8bit registr -> <-128;127>

7-20
  ^^
+20  00010100
-20  11101011
            1
    ---------
     11101100


     00000111
     11101100
     --------
     11110011 ~ -13
     --------
     00001100
            1
     --------
     00001101 = 13

Program COUNTER

zjednodušení:

assembler
instruction pointer
zjednodušení na 1 Byte

Stack

MOV - přesun ADD - sčítání ANL - součin JMP - nepodmínění skok (adresa) CALL - (adresa) RET - návrat s podprogramu

krok	prováděná instrukce	Program COUNTER (IP)	Stack Pointer	Stack
0	-	100	500	17
1	100 MOV	101	\/	\/
2	101 MOV	102	\/	\/
3	102 ADD	103	\/	\/
4	103 CALL 200	104	4FF	A58
5	----"----	104	4FF	104
6	----"----	200	--"--	--"--
7	200 ADD	201	-	-
8	201 RET	202	4FF	104
9	201 RET	104	-	-
10	201 RET	104	500	17
11	104 CALL 300	105	4FF	104
12	104	105	4FF	105
13	104	300	4FF	105
14	300 CALL 202	301	4FE	105
15	300	301	4FE	301
16	300	202	-"-	-"-

Blokové schéma počítače a POST (power on self test)

studený start - testují se všechny součástky jestli se něco nezměnilo a zda vše funguje správně
teplý start - řada testů se vynechává -> předpokládá se, že neproblěhla důležitá změna

chybová hláška

0FFFFH : 0000H (0 - prázdná množina)
--\/--   --\/--
  CS       IP

POST

ověřuje schopnost celého systému a je potřeba aby test probíhal v určitém pořadí
než se provede post -> zkontroluje se co vyvolalo restart (rozhodnutí pro studený/teplý start)

test registrů a instrukcí procesoru
test systémového řadiče
řadič paměti (umí vypočítávat adresy a zkontrolovat co je v OS obsazeno a co ne)
inicializace řadiče přerušení
inicializace časovače
kontrola biosu, přizpůsobení požadavků
kontrola OP do 64kB (k ukládání mezivýsledků testu)
(chyby se projevují pípáním)

II.

proces postu se předá grafické kartě (obrazovka se začne rozsvěcovat)
zkontroluje svoji paměť a poté předá zpátky
testuje se OP do 1MB (hledání fatální chyby -> nemožnost pokračování)
testování OP nad 1MB (zde může již nastat chyba, testování do chyby -> konec paměti)
test DMA (direct memory access) - přístup do paměti bez procesu
přechod do protective módu a zpět
testy jednotlivých zařízení (klávesnice, disků, portů, koprocesorů...)
test schopnosti zavedení zavaděče systému

III.

vyvolání přerušení 19Hexa (obrátí se na master boot record aby zjistil určitou adresu a pak se mohl zavést os) a vlastní zavedení OS (zavaděč zavede zavaděč aby zavedl OS)

Nastavení desky -> jumpery, switche, plug & play (při konfliktu, může stačit prohodit karty)

(nač používat okna když existují dveře) (mez stínu vrženého je obrazem meze stínu vlastního)

MainBoard

timer - pracuje nezvávisle na činnosti procesoru
(N)MI - (non)mask interAKT (přerušení činnosti mikroprocesoru) -> NMI - se musí vždy provést (kritické přerušení)
INT control (řadič přerušení)

periferie pošle požadavek na přerušení -> rozhoduje o přerušení (zda požadavek pošle cpu nebo ne -> dle priorit)
uloží data do stacku
procesor dokončí rozpracovanou instrukci, zjistí si od INT controleru číslo přerušení (zjistí adresu instrukce programu přerušení -> tyto adresy jsou v tabulce vektoru přerušení)
DMA (direct memory access)
hw procesor (řadič sběrnice) umožňující přenosu blokových zařízení bez účasti procesoru
přenos dat mezi periferií a pamětí
programujeme kanál - s kterého zařízení na které zařízení se bude přenášet, počet bajtů které se bude převádět, oznámení pomalejší periferie že je připravena k přenostu
po přenosu 1 Bytu se sníží počet o jedničku
odpojení, vrátí činnost procesoru

PnP

způsob konfigurace desek pomocí SW

Power management

záležitost OS, musí ho podporovat HW PC
řízení odběru proudu jednotlivých součástí PC (nejdůležitější u notebooků) -> snižování frekvence, napětí

konec kapitoly ^

Struktura procesorů a počítačů

Pojmy:

proces - aplikovaný program na procesoru
- stádia:
  - nespuštěn (rezidentní programy -> čekající na popud pro spuštění např.: viry, programy obsluhující myš...)
  - probíhající
  - pozastaven
  - dokončen (ohlásí OS skončil jsem (dobře/špatně/prostě -> dle toho co vrátí (return)))

SUBPROCESOR

skládá se s částí které pracují relativně samostatně
MU - část procesoru která se stará o organizaci OP
řadí se sériově nebo paralelně
názvy:
- jeden -> skalární procesor
- paralelně dva - superskalární procesor
- sériově - pipeline (do 4řech kroků) -> pro více jak 5 kroků superpipeline
- pipeline - každý subprocesor zpracovává jinou instrukci v jiné fázi

FPU

krok\sub. p.	S1	S2	S3	S4
1	A	-	-	-
2	B	A	-	-
3	C	B	A	-
4	D	C	B	A
5	E	D	C	B	-> A
6	F	E	D	C	-> B

ARRAY

CISC (úplná sada instrukcí -> v assembleru)

vyhovující programátorům v assembleru

RISC (omezená sada instrukcí)

hw co nejjednodušší
v každém taktu musí být ukončena alespoň jedna instrukce
práce s pamětí dvě instrukce -> load, store
nemají akumulátor
větší počet registrů

Zásobníkové procesory

operandy umísťují přímo do zásobníku
pipelining má jen dva kroky

Procesory vyšších generací

vykonávání instrukcí mimo pozadí
cache
dokončování instrukcí mimo pozadí
branch prediction (předvídání větvení)
emulace RISC jádra
multithreading (hyperthreading -> po vykonání jednotlivých kroků znovu vyhodnotí rozdělení na jednotlivé thready)
více jádrové procesory -> lepší je více jader než více procesorů (je i nějaký vzorec s šíleným názvem pro výpočet využitelnosti počtu jader )

Multimediální operace

technologie MMX, 3DNOW – slouží pro urychlení multimediálních a komunikačních programů. Využívá přirozeného paralelismu v multimediálních a komunikačních algoritmech při zachování kompatibility se stávajícími operačními systémy a aplikacemi. Podstatou je zpracování mnoha kousků informace vykonáním jediné instrukce. To představuje paralelní zpracování, které velmi zvyšuje výkon. Tato technologie v kombinaci se superskalární architekturou poskytuje podstatný nárůst výkonu na platformě PC

Spekulativní výpočty

mohu dělat u výpočtů na výstupy, které se mění velmi pomalu. Provádí se ze starších vstupních hodnot a v případě, že se výrazně liší bude proveden nový výpočet, který nahradí ten starý

-> konec kapitoly ^

Vnitřní sběrnice

Local bus

je tvořena přímo výstupem z mikroP, umí se přizpůsobit mikroP frekvencí i šířkou přenášených dat. Signály z mikroP musí být elektronicky odděleny a posílány na vybuzení přípojných karet. Je-li sběrnici 33 MHzová, tak je nutno použít přenos do 33 MHz. Výstupní frekvence mikroP se musí dělit třemi. Frekvence musí být vždy podělena tak, aby vyhovovala frekvenci mikroP.

AGP

pro připojení grafiky
akcelerovaný grafický port

Card bus, Xpress bus

navazuje na PCI
připojování karet

Hyperplane

propojování multiprocesorových systémů

Cross Bar

odstraňují zásadní snižování výkonu připojením více zařízení na jednu sběrnici

Zobrazení dat

zobrazování znaků
ascii kód (7 bitový)
unicode (16 bitový)
skládání řetězců -> posloupnost znaků
čísla záporná zapisujeme ve dvojkovém doplňku

Zápisy reálných čísel

všechna čísla zobrazená na reálné ose ( 2¹/2 )
číslo se převede na normovaný tvar ( 1 platná cifra -> 1-9D ) + exponent -> o kolik byla posunutá des. čárka >> 0,035 = 3,5*10⁻²

Aktivity