پاورپوینت سازمان و طراحی کامپیوتر پایه

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 1 :

سازمان و طراحي
کامپيوتر پايه

اسلاید 2 :

هر دوی سخت افزار و نرم افزار مرکب از لایه های سلسله مراتبی هستند، با هر لایه سطح پائینتر جزئیاتی از دید سطح بالاتر مخفی می شوند. این اصل تجرید، روشی است که طراحان سخت افزار و طراحان نرم افزار از عهده پیچیدگی سیستم های کامپیوتری بر آمدند.

یک محیط کلیدی بین لایه های انتزاعی معماری مجموعه دستورالعمل است: فضای بین سخت افزار و نرم افزار سطح پائین . این محیط مجازی توان بسیاری در پیاده سازی برای دگرگونی هزینه و کارایی در اجرای یک نرم افزار یکسان است.

تصویر بزرگ:

اسلاید 3 :

مهندسی و معماری کامپیوتر کجاست؟
I/O system
Processor
Compiler
Operating
System
(Windows 2K)
Application (Netscape)
Digital Design
Circuit Design
Instruction Set
Architecture
Datapath & Control
transistors
Memory
Hardware
Software
Assembler

اسلاید 4 :

تشریح: پنج جزء ترکیب شده کامپیوتر
Personal Computer
Processor
Computer
Control
(“brain”)
Datapath
(“brawn”)
Memory
Devices
Input
Output
Keyboard, Mouse
, Print
Displayer
Disk

اسلاید 5 :

تکنولوژی کامپیوتر: تغییری مهیج

پردازنده
هر یکسال و نیم، 2 برابر در سرعت(از سال 1985). کارایی 100 برابر، در دهه گذشته

حافظه
ظرفیت DRAM: 2برابر در هر دو سال(از سال 96)بهبود اندازه 64x در دهه گذشته

دیسک
ظرفیت: 2برابر در هر سال(از سال 97)

بهبود اندازه 250x در دهه گذشته

اسلاید 6 :

گرایش تکنولوژی: پیچیدگی ریزپردازنده
2X transistors/Chip Every 1.5 to 2.0 years
2برابر ترانزیستور/تراشه هر 1.5 تا 2 سال“موسوم به قانون مور”

اسلاید 7 :

Intel 486™ DX CPU
Design 1986 – 1989
25 MHz, 33 MHz
1.2 M transistors
1.0 micron
5 stage pipeline
Unified 8 KByte code/data cache (write-through)
First IA-32 processor capable of executing 1 instruction per clock cycle

اسلاید 8 :

Pentium® Processor
Design 1989 – 1993
60 MHz, 66 MHz
3.1 M transistors
0.8 micron
5 stage pipeline
8 KByte instruction and 8 KByte data caches (writeback)
Branch predictor
Pipelined floating point
First superscalar IA-32: capable of executing 2 instructions per clock

اسلاید 9 :

Pentium® II Processor
Design 1995 – 1997
233 MHz, 266 MHz, 300 MHz
7.5 M transistors
0.35 micron
16 KByte L1I, 16 KByte L1D, 512 KByte off-die L2
First compaction of P6 microarchitecture

اسلاید 10 :

Pentium® III Processor (Katmai)
Introduced: 1999
450 MHz, 500 MHz, 533 MHz, 600MHz
9.5 M transistors
0.25 micron
16 KByte L1I, 16 KByte L1D, 512 KByte off-chip L2
Addition of SSE instructions.

اسلاید 11 :

Pentium® III Processor (Coppermine)
Introduced: 1999
500MHz … 1133MHz
28 M transistors
0.18 micron
16 KByte L1I, 16 KByte L1D, 256KByte on-chip L2
Integrate L2 cache on chip, It topped out at 1GHz.

اسلاید 12 :

Pentium® IV Processor
Introduced: 2000
1.3GHz … 2GHz … 3.4GHz
42M … 55M … 125 M transistors
0.18 … 0.13 … 0.09 micron
Latest one: 16 KByte L1I, 16 KByte L1D, 1M on-chip L2
Very high clock speed and SSE performance

اسلاید 13 :

Intel® Itanium® Processor
Design 1993 – 2000
733 MHz, 800 MHz
25 M transistors
0.18 micron
3 levels of cache
16 KByte L1I, 16 KByte L1D
96 KByte L2
4 MByte off-die L3
Superscalar degree 6, in-order machine
First implementation of 64-bit Itanium architecture

اسلاید 14 :

Intel® Itanium 2® Processor
Introduced: 2002
1GHz
221 M transistors
0.18 micron
3 levels of cache
32 KByte I&D L1
256 KByte L2
integrated 1.5MByte L3
Based on EPIC architecture
Enhanced Machine Check Architecture (MCA) with extensive Error Correcting Code (ECC)

اسلاید 15 :

Cache Size Becoming Larger and Larger
8 KByte I-cache and 8 KByte D-cache
16 KByte L1I, 16 KByte L1D
512 KByte off-die L2
Level 1: 16K KByte I-cache, 16 KByte D-cache
Level 2: 256 KB
Level 3: integrated 3 MB or 1.5 MB
1993: Pentium
1997: Pentium-II
2002: Itanium-2

اسلاید 16 :

Motorola’s PowerPC 604
Pentium

اسلاید 17 :

\cpeg323-04F\Topic0.ppt

اسلاید 19 :

سازمان و طراحي کامپيوتر پايه:
کدهاي دستورالعمل

ثبات هاي کامپيوتر

دستورات کامپيوتر

زمان بندي و کنترل

چرخه دستورالعمل

دستورات مراجعه به حافظه

وقفه و ورودي-خروج

تشريح کامل کامپيوتر

طراحي کامپيوتر پايه

طراحي واحد انباره

اسلاید 20 :

مقدمه:

هر پردازنده طراحي خاص خود(ثبات ها، گذرگاه ها، ريزعمل ها، دستورالعمل هاي ماشين و . ) را دارد.
کامپيوترهاي مدرن ساختار پيچيده اي دارند.
آنها شامل موارد زير هستند:

ثبات هاي فراوان
چندين واحدهاي محاسباتي هم براي اعداد صحيح هم براي اعداد مميزدار
استفاده از چندين واحد خط لوله تا به اين ترتيب سرعت اجرا افزايش يابد.
و موارد ديگر

در ادامه براي فهم اينکه کامپيوتر چگونه کار مي کند از يک مدل ساده شده استفاده شده است. اين مدل را آقاي مانو(Mano) معرفي کرده و نام آنرا کامپيوتر پايه گزارده است. اين مدل شبيه کامپيوترهايي است که 30 سال پيش کار ميکرده اند.

ما از اين مدل براي معرفي سازمان پردازنده و ارتباط RTL با سطح بالاتر پردازنده استفاده مي کنيم.