- •Московский государственный университет
- •Глава V. Системные платы 44
- •Физическое представление обрабатываемой информации
- •Поколения эвм
- •Назначение эвм
- •Размеры и вычислительная мощность
- •Вопросы для самопроверки
- •Представление информации в эвм Понятие информации
- •Измерение количества информации.
- •Кодирование информации
- •Правила перевода смешанных чисел
- •Представление чисел в эвм
- •Алгебраическое представление двоичных чисел
- •Элементы двоичной арифметики
- •Особенности представления информации в эвм
- •Вопросы для самопроверки
- •Архитектура и структура эвм
- •Принципы фон Неймана
- •Основные блоки эвм:
- •Простейшие типы архитектур.
- •Центральный процессор
- •Оперативная память
- •Системная шина
- •Источник питания
- •Внешние устройства
- •Дополнительные интегральные микросхемы
- •Конструктивные элементы эвм (пк)
- •Функциональные характеристики эвм
- •Вопросы для самопроверки
- •Центральный процессор Общие характеристики мп
- •Примеры мпIntel
- •Основные понятия
- •Системы команд
- •Функциональная структура мп
- •Устройство Управления (уу)
- •Микропроцессорная память (мпп)
- •Интерфейсная система мп
- •Классы процессоров
- •Технологии повышения производительности процессоров
- •Конвейеризация
- •Суперскалярные архитектуры
- •Матричный и векторный процессоры
- •Технология динамического исполнения
- •ТехнологияHyper-Threading.
- •Мультипроцессоры
- •Мультикомпьютеры
- •Двухядерные процессоры
- •Вопросы для самопроверки
- •Системные платы
- •Виды системных плат
- •Чипсеты системных плат
- •Вопросы для самопроверки
- •Организация памяти Характеристики устройств памяти
- •Иерархическая структура памяти эвм
- •Виды памяти Постоянная память пзу
- •Оперативная память
- •Физическая структура оп
- •Виды динамических запоминающих устройств.
- •Кэш-память
- •Стековая память
- •Защита памяти
- •Ключи защиты
- •Кольца защиты
- •Метод граничных регистров
- •Вопросы для самопроверки
- •4.4.4. Методы повышения пропускной способности оперативной памяти
- •4.4.5. Методы защиты памяти
- •4.4.6. Методы ускорения процессов обмена между оп и взу
- •Интерфейсы
- •Характеристики интерфейсов
- •Внутренние интерфейсы
- •Интерфейсы внешней памяти.
- •Универсальные последовательные интерфейсы.
- •Беспроводные интерфейсы
- •Вопросы для самопроверки
- •Вычислительные системы
- •Уровни и средства комплексирования
- •Классификация архитектуры вс с параллельной обработкой данных
- •Вопросы для самопроверки
Матричный и векторный процессоры
Так матричныйпроцессор рассчитан на обработку числовых массивов. Архитектура его включает матрицу (например, 64 на 64) параллельно работающих процессорных элементов.
Векторныйпроцессор – обеспечивает параллельное выполнение операций над массивами данных, векторами (пример – серия векторных процессоровCray).
Технология динамического исполнения
Эта технология реализует комбинацию трёх методов обработки данных:
Анализ потока данных
Множественное предсказание ветвлений
Спекулятивное исполнение
Анализ потока данных и Множественное предсказание ветвлений: процессор может предвидеть разделение потока команд, используя алгоритм множественного предсказания ветвлений. Он просматривает программу на несколько шагов вперёд и с точностью более 80% предсказывает, по каким адресам памяти можно найти следующие команды.
Спекулятивное исполнение– программа просматривается вперёд и на основе предсказания ветвлений выполняются необходимые команды. Процессор выполняет команды по мере их поступления в оптимизированной последовательности (спекулятивно), до пяти команд одновременно. Результаты выполнения сохраняются. Когда происходит переход к реальному выполнению ветви, то используется соответствующий результат спекулятивного исполнения, альтернативные результаты удаляются.
ТехнологияHyper-Threading.
В этом случае реализуется разделение времени на аппаратном уровне: процессор физически разбивается на два логических процессора, каждый из которых использует ядро, кэш-память, шины, АЛУ. Ядро процессора выполняет одновременно два процесса. Специалисты оценивают , что использование НТ-технологий повышает эффективность ЭВМ на 30%.
Мультипроцессоры
Это система из нескольких параллельных процессоров, разделяющих общую память. Каждый процессор должен работать с любой областью памяти по чтению и записи, поэтому их работа должна согласовываться программными средствами. Мультипроцессирование может быть реализовано по разным схемам. Наиболее простая – вариант, когда несколько процессоров и одна общая память соединяются с помощью общей шины.
Процессор |
|
Процессор |
|
Процессор |
|
Общая память | |||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При такой схеме при большом числе быстроработающих процессоров возможны конфликты доступа к общей памяти по одной шине. Альтернативная схема для каждого процессора обеспечивает дополнительную локальную память, недоступную другим процессорам. Эта память хранит только неразделяемые программы и данные. Доступ к такой памяти осуществляется не по общей шине, а по выделенным каналам.
Блоки локальной памяти | ||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
| ||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
Процессор |
|
Процессор |
|
Процессор |
|
Общая память | ||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|