Instuderingsfrågor

Antalet transistorer på ett chip växerexponentiellt; det dubblas var 24:e månad

Kompilatorer översätter program i högnivåspråktill maskinspråk

C och java

Ett högnivåspråk är en slags förenkling av maskinspråk. Ett kommando i ett högnivåsrpåk är oftast en samling av kommandon i maskinspråk. Högnivå-kommandot är lättare att förstå för människor än maskin-kommandona .

Nej, inte de som involverar flyt-tal (floats)

Indata kan vara en instruktionskod och utdata styrsignaler för tex alu att genomföra sagd instruktion

Data som används ofta läggs på register så det går snabbt att interagera med sagd data

Fetch: 1.Hämta instruktion 2. lägg in i cpu 3. Avkoda vad som ska göras.

Excecute: Exekverar själva instuktionen det handlar om.

Fetch gör alltid samma sak för alla instruktioner.

Bilar, tv-apparater, spisar

????

I datorer av olika slag

Ett minne som förlorar sin data om den tappar strömförsörjning i.e när maskinen som minnet sitter i stängs av.

DRAM (dynamic random accessmemory)

Datan lagrad på ett non-volatile memory finns kvar även om strömförsörjningen släcks.

magnetic disk/hard disk

integrated circuit(ic) tillverkas på runda silicon skivor (wafers). På en wafer skrivs ett rutnät av integrated circuts. Dicern skär ut dessa chips (dies). Sedan testas de individuella dies'en och dåliga kastas.

Gordon E. Moore (Moores-lag snubben)

1. I/O-devices

2. Memory Unit (Ram i moderna datorer)

3.CPU

Cpu:n i sin tur består av :

1.Control Unit

2. ALU

Att generera maskinkod från ett program skrivet i ett högnivåspråk

Under fetch-fasen

1. hämtas nästa instruktions som ska köras

2. och läggs in i cpu:n

3. och avkodas( Steg 3 beskrivs ibland som en egen fas som kallas decode)

Instruktionen som hämtats i fetchfasen exekveras.

"Arithmetic logic unit" gör olika beräkningar av indata och genererar resultat i utdata. Beräkningar som tex "OR" och "Addition"

För snabb tillgång av olika data som behövs vid olika kommandon

volatile och non-volatile (osäker)

1 (osäker) Handlar om "Edge-triggered" Clocking

9

8 bits (1 byte)

0- 255

Används vid symbolisering av negativa tal. Första biten avgör om talet är positivt eller negativt, de resterande vilket tal det är.

Ett sätt att bestämma byte ordning på ett tal. I little endian är första biten minst. I.e 1011 är 13 medans det i Big endian skulle vara 11

Kontrollenheten sköter interaktionen mellan i/o-devices memory och ALU.

1/(10^9) Sekunder

På en sekund hinner den 10^8 stycken

Vissa algoritmer leder till att färre instruktioner behöver exekveras

??????

47

2F

65 050

1111 1110 0001 1010

pipelining innebär att exekvera flera instruktioner samtidigt när dessa inte använder samma delar av ett system. T.ex medans en instruktion exekveras kan en annan fetchas

Structual Hazards( 2 instruktioner försöker använda samma enhet)

Data Hazzard ( en instruktion beror på data från en annan instruktion. De kan därmed inte exekveras samtidigt)

Control Hazzard( Liknande Data hazzard,En branch-condition instruktion kan ogiltigt exekveras om intstruktionen som manipulerar sagd condition exekveras samtidigt som branch-instruktionen)

Structual Hazards: öka antalet resurser.

Data Hazards: Lägga in en "tom plats" i kön så att instruktioner beroende av varandra inte körs samtidigt ( forwarding/bypassing/stalling )

Control Hazards:

branchpreditcion

en strategi för att minska antalet bortslösade klockcyckler vid branchning tillsammans med pipelining.

Vid conditional branch intruktioner kan en processor fortsätta exekvera kod innan sagd conditional har evaluerats. När sedan conditionalen har evaluerats så antingen behålls resultatet av den spekulativa exekveringen (om processorns gissning stämde) eller så kastas resultatet och rätt väg tas.

Delayed branching innebär att instruktionen efter en branchinstruktion exekveras alltid. Istället för att "stall" och vänta på branchens resultat kan processorn fortsätta exekvera kod

Delayed Load innebär att instruktionen efter en load instruktionen exekveras alltid. Istället för att "stall" och vänta på loadens resultat kan processorn fortsätta exekvera kod

Delayed-branching

Idealt 6 stycken

Väldigt lite, den skickar fortfarande samma styrsignaler i klumpar som sedan delas upp i de olika pipe-line-stegen( osäker)

I en load/store arkitektur får endas load- och store-instruktioner tillgång till minnet. Resten arbetar med registrena i processorn

Hanterar hårdvaruresurser och ger en plattform för att köra applikationer

Att köra flera program samtidigt

Processorn byter mellan program blixtsnabbt.

Ett byte av vilken applikation som körs. En ny "kontext" laddas in i processorn som behövs för att köra vald applikation

Ett aktivt program har ett processkontrollblock. När processorn ska byta kontext så laddas det in från detta block.

Schemaläggaren bestämmer vilket program som ska exekveras baserat på olika algortimer.

nej

Avbrott avbryter processorn och säger ger den en ny uppgift att utföra

Man vill kunna lagra stora filer och nå data snabbt.

Vilket filsystem som användts för att lagra filen och hur snabb hårddisken är.

En arkitektur-typ av system som tillåter att flera instruktioner exekveras samtidigt oberoende av varandra

Köra flera pipelines samtidigt

En superscalar processor implementerar parallellism med endast hårdvara. WLIW-processor vid kompilering av program.

En process består av en eller flera trådar. Trådar kan exekveras samtidigt

En processor är hårdvaran som används för att köra en process

Single-instruction single-datastream (SISD)

Single-instruction multiple-datastream (SIMD)

Multiple-instruction single-datastream (MISD)

Multiple-instruction multiple-datastream (MIMD)

Svårigthet att dela upp ett program i 4 delar.

Lagen är en formel över hur mycket snabbare ett program kan köras med hjälp av parallellism. Formeln ger olika svar på olika program baserat på hur stor del av koden som kan delas upp och köras samtidigt.

True data dependency

Output dependency

Anti dependency

Det handlar om huruvida exekvering och felhantering sker i samma ordning som programmet är skrivet(instruktions-ordning) eller inte

För att förhindra Output dependencyoch anti-dependency. När instruktioner som exekveras samtidigt använder samma register byter man register för en av instruktionerna

Att flera trådar körs samtidigt

Information lagras på magnetiska roterandeskivor. Skivorna är uppdelade i olika spår där varje skiva består av fleratusen spår. Ett spår är i sin tur uppdelat i olika sektorer vilka varierar i storlek mellan512 – 4096 bytes.

Random access är ett minne där man kan nå varjeminnescell utan att behöva söka igenom andra delar av minnet.

Minne som inte har random access är exempelvishård diskar och CD-RW

Minneshierarkindelar upp minne i en pyramidlik form beroende på hur lång tid det tar för CPUnatt nå minnet.Minnen som går snabbast att nå är minne som ligger överst i pyramiden. Dessaminnen är även de minsta minnena. Bredden på pyramiden symboliserar såledesstorleken på minnet medan platsen i höjdled berättar hur lång tid det tar attnå minnet.

Större minnen är långsammare att accessa ochplocka ut data ifrån. Därför vill man spara data vilken används ofta i småminnen placerade högt upp i ”minnes pyramiden” .

Cache missar uppkommer då instruktionen som skahämtas inte finns lagrad i cachen. Detta hanteras genom att data istället hämtas direkt från sekundär minnet, alternativt från ett cache minne på en lägre nivå. Datan sparas samtidigt undan i cache minnet för framtida bruk.

*Direktmappning

* Associativ mappning

* 2-vägs set associativ mappning

* Set associativ mappning

Cache-minne m har x antal minnesblock, som block i sekundär minne M ska mappas till. Då kommer första blocket i M mappas till första platsen i m.

Detta fungerar till plats x i M. Sedan kommer block på plats x+1 i M mappas till första platsen i m osv.

Minnes-block kan mappas till alla platser i cachen.

I direktmappning, hur ersätts cacherader vid cachemissar?

Det är en algoritm som bestämmer vilken cachedata som ska skrivas över

Värdet av en variabel varierar mellan det somfinns sparat i cachen och det som finns sparat i primärminnet. Cacheminnethålls konsistent genom olika typer av skrivstrategier.