IT ALAPFOGALMAK HARDVER

NEUMANN-ELVŰ SZÁMÍTÓGÉPEK FELÉPÍTÉSE Központi feldolgozó egység Háttértárolók Adatbeviteli eszközök (Input) Operatív tár (Memória) Adatkiviteli eszközök (Output) Kommunikáció: Buszrendszeren keresztül, mely három alrendszerből épül fel. Vezérlőbusz (Vezérlőjel) Címbusz Adatbusz Perifériák Címbusz – Kinek? Adatbusz – Milyen adatokkal? Vezérlőbusz – Mit kell elvégeznie?

KÖZPONTI FELDOLGOZÓ EGYSÉG (CPU) Mikroporcesszor (lásd számítógép-generációk) Nagy bonyolultságú integrált áramkör (IC) Részei: Vezérlő Egység (CU - Control Unit) – utasítások beolvasása, dekódolása, végrehajtatása, más eszközökkel kommunikáció, vezérlés Aritmetikai és Logikai Egység (ALU – Arithmetic and Logic Unit) – fix- és lebegőpontos műveletek, logikai műveletek Regiszterek – belső memóriegységek 32/64 bitesek Buszvezérlő – adat- és címbusz vezérlése A processzor tokozása: Tokozáson a processzor külső burkát, érintkezőinek kialakítását értjük. Két elterjedt fajtája van: LGA-tokozás: az előző kialakításokkal szemben a tűsor az alaplapon helyezkedik el, míg a processzoron csak ún. érintőpadok találhatóak. PGA-tokozás: itt a csatlakozók a négyzet alakú tok alján helyezkednek el. Ezen belül is lehet: CPGA, azaz kerámiatok, vagy PPGA műanyag tok. SECC-tokozás: a tok inkább egy kazettára hasonlít, az érintkezők (tűk) az alján vannak.

CPU JELLEMZŐI Órajelfrekvencia Műveletevégző sebesség Utasításkészlet órajelgenerátor Műveletevégző sebesség MIPS – Million Instructions Per Second Utasításkészlet RISC – CISC – RISC CISC – Complex Instruction Set Computer (mikroutasításos) RISC – Reduced ISC (huzalozott) „Szóhosszúság” Regiszterek mérete (32/64 bit)

CISC és risc processzorok összehasonlítása CISC processzorok RISC processzorok Összetett utasítások, melyek végrehajtása több gépi ciklust igényel Egyszerű utasítások, melyek végrehajtása 1 gépi ciklust igényel. Bármely, erre alkalmas utasítás igénybe veheti a tárolót. Csak a LOAD/STORE utasítások fordulhatnak a memóriához. A futószalag (pipelining) feldolgozás kismértékű. Erőteljes futószalag (pipelining) feldolgozás. Változó hosszúságú utasítások. Rögzített utasításhossz. Sokféle utasítás és címzési mód. Kevés utasítás és címzési mód. Bonyolult mikroprogram, egyszerű fordítóprogram. Bonyolult fordítóprogram, egyszerű mikroprogram. Kis számú regiszter. Nagy méretű regisztertár. Mikroprogram által vezérelt utasítás végrehajtás (vertikális mikroprogramozás) Huzalozott, vagy horizontális mikroprogramozás Forrás: SZÁMÍTÓGÉP-ARCHITEKTÚRÁK

CPU MŰKÖDÉSE – X + Y = Z # Machine code Assembly code Description 001 1 000010 LOAD   #2 Load the value 2 into the Accumulator 1 010 0 001101 STORE  13 Store the value of the Accumulator in memory location 13 2 001 1 000101 LOAD   #5 Load the value 5 into the Accumulator 3 010 0 001110 STORE  14 Store the value of the Accumulator in memory location 14 4 001 0 001101 LOAD   13 Load the value of memory location 13 into the Accumulator 5 011 0 001110 ADD    14 Add the value of memory location 14 to the Accumulator 6 010 0 001111 STORE  15 Store the value of the Accumulator in memory location 15 7 111 0 000000 HALT      Stop execution

A számítógép buszrendszere CPU rendszerbusz Perifé- riák RAM ____________ ________ ____ ____ I/O busz Hí d

A számítógép buszrendszere CPU rendszerbusz Perifé- riák RAM ____________ ________ ____ ____ I/O busz Hí d

CPU gyártása Discovery – Hogyan készült? sorozat

VÉGE