modul Szövegfeldolgozás Speciális informatikai feladatok

Információtartalom vázlata: Egy általános processzor felépítése: regiszterek, ALU, memóriavezérlő Egy- és többmagú mikroprocesszorok A címezhető memóriák hardveres csoportosítása A ROM, RAM típusok jellemzése Cache memória, virtuális memória A memóriahierarchia A korszerű gépek memóriajellemzői

Egy általános processzor felépítése: regiszterek, ALU, memóriavezérlő A CPU felépítése, főbb egységei: ALU: (Arithmetic and Logical Unit – Aritmetikai és Logikai Egység). A processzor alapvető alkotórésze, ami alapvető matematikai és logikai műveleteket hajt végre.ALU AGU: (Address Generation Unit) - a címszámító egység, feladata a programutasításokban található címek leképezése a főtár fizikai címeire és a tárolóvédelmi hibák felismerése.AGU CU: (Control Unit a.m. vezérlőegység vagy vezérlőáramkör). Ez szervezi, ütemezi a processzor egész munkáját. Például lehívja a memóriából a soron következő utasítást, értelmezi és végrehajtatja azt, majd meghatározza a következő utasítás címét.CU Regiszter (Register): A regiszter a processzorba beépített nagyon gyors elérésű, kis méretű memória. Buszvezérlő: A regisztert és más adattárolókat összekötő buszrendszert irányítja. A busz továbbítja az adatokat.RegiszterBuszvezérlő Cache: A modern processzorok fontos része a cache (gyorsítótár). ACache

Aritmetikai Logikai Egység (ALU): A CPU-n belüli számítási, logikai feladatokért felelős. bináris összeadás Boole algebrai (logikai) műveletek komplemensképzés bitsorozatok léptetése (bitenként jobbra és balra) Ennek megfelelően az ALU rendszerint fixpontos bináris összeadóból, komplementálóból, léptetőregiszterből, és a logikai műveletvégzőből áll.

A regiszter: Gyors elérésű átmeneti tároló a CPU-ban. Általában egyszerre csak 1 gépi szó (word) (2-4 bájt) feldolgozására alkalmas. A regiszterek felépülhetnek statikus memóriaelemekből Statikus RAM! vagy egy RAM (Random Access Memory) memória részeként (DINAMIKUS RAM). Egy-egy regiszter hozzáférési (elérési) ideje általában néhány ns.

Néhány regiszter fajta: Akkumulátor regiszter:Az akkumulátor az aritmetikai és logikai műveletek operandusait, vagyis a műveletek tárgyát képező mennyiségeket vagy azoknak az eredményeit tárolja. Utasításregiszter (IR): A vezérlő egységhez tartozó regiszter, amelyben a memóriából lehozott utasítás tárolódik. Utasításszámláló regiszter (PC v. IP):A soron következő utasítás címét tárolja. Memória címregiszter: (MAR) Adatok kiolvasásakor vagy beírásakor azonosított memóriarekesz címét tárolja. Memória adatregiszter: (MDR)A memóriából beolvasott vagy beírni kívánt adatok átmeneti tárolója. (puffer) Állapotregiszterek, vezérlő regiszterek. Egy vagy több regiszteren belül tárolnak vezérlő és ellenőrző jeleket. Veremmutató regiszter (Stack Pointer)

Egy és többmagos processzorok: MOORE szabály 3.6 GHz-es határ:sok hő, fogyasztás Párhuzamos adatfeldolgozás …

Memóriák csoportosítása: A memóriákat fizikai szempontból két csoportra oszthatjuk. RAM (Random Access Memory) –A központi feldolgozó egység a memória tetszőleges byte-jait azonos idő alatt éri el. Az ilyen elérésű memóriát véletlen elérésű memóriának nevezik. –Olvasható, írható és törölhető a tartalma. –Ahhoz, hogy az adatokat el tudja tárolni, külső tápfeszültségre van szüksége, vagyis a számítógép kikapcsolásakor a benne tárolt adatok elvesznek. –Operatív tár céljára használják. Egy program futása úgy történik, hogy a először a program betöltődik a RAM-ba, majd végrehajtódnak az utasítások.

ROM (Read Only Memory) –A memória, amelybe az adatok véglegesen be vannak égetve, a ROM. A számítógép vezérléséhez szükséges alapvető parancsokat tartalmazza. (BIOS) –Tartalma üzemszerűen csak olvasható. –Programozása a gyártáskor történik. –Információ tartalmát a számítógép kikapcsolásakor is megőrzi.

RAM-ok csoportosítása –DRAM (dinamikus RAM): olcsóbban gyártható, mivel a bitet a félvezető kapacitása tárolja, de a háttérben rendszeres időközönként végig kell címezni a sorokat, ellenkező esetben elvész a benne tárolt információ. Sorok és oszlopok: alacsony szinten a DRAM-ok nem egy skalár memóriacímmel címződnek, hanem sor és oszlop kijelöléssel. A sorkijelölés hatására kiolvasódik az egész sor és egyúttal vissza is íródik. –SRAM (statikus RAM): ebben már rendes D tároló cella lett kialakítva, ami dupla akkora gyártási költséget jelent. Azonban nem kell frissíteni az SRAM-ot, mert a cella mindkét állapotában stabilan megmarad, amíg tápfeszültséget kap. Általában ezért kisebb kapacitásúak (néhány 10 MB-os nagyságrendig maximum), azonban nagyon gyors működésűek és az üzemi állapotukat

ROM-ok csoportosítása –PROM: egyszer programozható, üzem közben csak olvasható memória. Technológiailag általában vékony szilíciumszálakat égettek át a programozás során. –EPROM: elektromos árammal írható memória, és UV fénnyel törölhető. –EEPROM: elektromos árammal írható és elektromos árammal törölhető memória. –FLASH ROM: EEPROM egy speciális változata. Flashmemóriát használnak az USB -csatolású pendrive -okban is.

Cache memória: A modern processzorok fontos része a cache (gyorsítótár). A cache a processzorba, vagy a processzor környezetébe integrált memória, ami a viszonylag lassú rendszermemória-elérést hivatott kiváltani azoknak a programrészeknek és adatoknak előzetes beolvasásával, amikre a végrehajtásnak közvetlenül szüksége lehet. A mai PC processzorok általában két gyorsítótárat használnak, egy kisebb (és gyorsabb) első szintű (L1) és egy nagyobb másodszintű (L2) cache-t. A gyorsítótár mérete ma már megabyte- os nagyságrendű.

Virtuális memória A számítógépnek lehet úgynevezett virtuális memóriája. Itt tulajdonképpen arról van szó, hogy a gép - igazi memória hiányában - memóriának használja a merevlemez egy bizonyos meghatározott részét.

Memóriahierarchia:

A korszerű gépek memóriajellemzői: SOK GYORS Persze mindig igazítani kell a PC egyéb hardverelemeihez, a felhasználói szoftverek igényeihez, a használt operációs rendszerhez!

VÉGE