Aρχιτεκτονική Yπολογιστών I

Save this PDF as:
 WORD  PNG  TXT  JPG

Μέγεθος: px
Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Aρχιτεκτονική Yπολογιστών I"

Transcript

1 Aρχιτεκτονική Yπολογιστών I

2

3 ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Σχολή Θετικών Επιστηµών και Τεχνολογίας Πρόγραµµα Σπουδών ΠΛHPOΦOPIKH Θεµατική Ενότητα ΨHΦIAKA ΣYΣTHMATA Τόµος B' Aρχιτεκτονική Yπολογιστών I HMHTPIOΣ NIKOΛOΣ Kαθηγητής Tµήµατος Mηχανικών H/Y & Πληροφορικής Πανεπιστηµίου Πατρών ΠATPA 2001

4 ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Σχολή Θετικών Επιστηµών και Τεχνολογίας Πρόγραµµα Σπουδών ΠΛHPOΦOPIKH Θεµατική Ενότητα ΨHΦIAKA ΣYΣTHMATA Τόµος B' Aρχιτεκτονική Yπολογιστών I Συγγραφή HMHTPIOΣ NIKOΛOΣ Kαθηγητής Tµήµατος Mηχανικών H/Y & Πληροφορικής Πανεπιστηµίου Πατρών Κριτική Ανάγνωση XAPI HMOΣ BEPΓOΣ Λέκτορας Tµήµατος Mηχανικών H/Y & Πληροφορικής Πανεπιστηµίου Πατρών Ακαδηµαϊκός Υπεύθυνος για την επιστηµονική επιµέλεια του τόµου ΣΩKPATHΣ KATΣIKAΣ Καθηγητής Tµήµατος Mαθηµατικών Πανεπιστηµίου Aιγαίου Επιµέλεια στη µέθοδο της εκπαίδευσης από απόσταση ΓEPAΣIMOΣ MΩPAΪTHΣ Γλωσσική Επιµέλεια EΛΠI A BAKAΛOΓΛOY Τεχνική Επιµέλεια ΕΣΠΙ ΕΚ ΟΤΙΚΗ Ε.Π.Ε. Καλλιτεχνική Επιµέλεια Σελιδοποίηση TYPORAMA Συντονισµός ανάπτυξης εκπαιδευτικού υλικού και γενική επιµέλεια των εκδόσεων ΟΜΑ Α ΕΚΤΕΛΕΣΗΣ ΕΡΓΟΥ ΕΑΠ / ISBN: Kωδικός Έκδοσης: ΠΛH 21/2 Copyright 2000 για την Ελλάδα και όλο τον κόσµο ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Οδός Παπαφλέσσα & Υψηλάντη, Πάτρα Τηλ: (0610) , Φαξ: (0610) Σύµφωνα µε το Ν. 2121/1993, απαγορεύεται η συνολική ή αποσπασµατική αναδηµοσίευση του βιβλίου αυτού ή η αναπαραγωγή του µε οποιοδήποτε µέσο χωρίς την άδεια του εκδότη.

5 Aφιερώνεται στη µνήµη της µητέρας µου Eυαγγελίας, στον πατέρα µου Bασίλη, στη σύζυγό µου Γιώτα και στις κόρες µου Eυαγγελία και Eλένη

6

7 ÂÚÈ fiìâó K º π 1 ÈÛ ÁˆÁ ÛÙËÓ ÔÌ, ÔÚÁ ÓˆÛË, ÏÂÈÙÔ ÚÁ Î È ÍÈÔÏfiÁËÛË ÙˆÓ appleôïôáèûùòó Σκοπός, Προσδοκώµενα αποτελέσµατα, Έννοιες κλειδιά Eισαγωγικές παρατηρήσεις Υλικό και λογισµικό Αρχιτεκτονική υπολογιστών οµή, οργάνωση και λειτουργία υπολογιστών οµή του υπολογιστή Κεντρική µονάδα επεξεργασίας Σύστηµα µνήµης Κρυφή µνήµη (Cache memory) Ιδεατή µνήµη (Virtual Memory) Σύνοψη ενότητας Μονάδες εισόδου/εξόδου Απόδοση υπολογιστών Σύνοψη κεφαλαίου K º π 2 ÚÁ ÓˆÛË ÙË appleïëúôêôú ÛÙÔÓ appleôïôáèûù Σκοπός, Προσδοκώµενα αποτελέσµατα, Έννοιες κλειδιά Eισαγωγικές παρατηρήσεις εδοµένα Αριθµητικά δεδοµένα Αλφαριθµητικά σύµβολα Σύνοψη ενότητας Εντολές Είδη εντολών γλώσσας µηχανής Τρόποι διευθυνσιοδότησης της κύριας µνήµης (Addressing Modes) Είδη και µέγεθος τελούµενων Ταξινόµηση υπολογιστών βάσει του συνόλου εντολών Κωδικοποίηση του συνόλου εντολών... 72

8 8 AƒÃπ π Y π ø I Σύνοψη ενότητας Σύνοψη κεφαλαίου K º π 3 ÂÓÙÚÈÎ ÌÔÓ ÂappleÂÍÂÚÁ Û Σκοπός, Προσδοκώµενα αποτελέσµατα, Έννοιες κλειδιά Eισαγωγικές παρατηρήσεις Μονάδα επεξεργασίας δεδοµένων οµή της µονάδας επεξεργασίας δεδοµένων Μονάδα επεξεργασίας δεδοµένων σταθερής υποδιαστολής Μονάδα επεξεργασίας δεδοµένων κινητής υποδιαστολής Σύνοψη ενότητας Μονάδα Ελέγχου οµή της µονάδας ελέγχου Υλοποίηση της µονάδας ελέγχου σαν ακολουθιακό κύκλωµα Υλοποίηση της µονάδας ελέγχου µε την τεχνική του µικροπρογραµµατισµού Παραµένων έλεγχος Σύνοψη ενότητας Σύνοψη κεφαλαίου K º π 4 ÛÙËÌ ÌÓ ÌË Σκοπός, Προσδοκώµενα αποτελέσµατα, Έννοιες κλειδιά Eισαγωγικές παρατηρήσεις Τεχνολογία µνηµών Ηµιαγωγικές µνήµες Μαγνητικές µνήµες Οπτικές µνήµες Σύνοψη ενότητας Ιεραρχία µνήµης Τοπικότητα των αναφορών Σχεδιαστικοί σκοποί Κόστος Απόδοση ιεραρχικής µνήµης

9 EPIEXOMENA 9 Σύνοψη ενότητας Κρυφή µνήµη Τακτική προσκόµισης µπλοκ πληροφορίας (fetch policy) Τρόπος απεικόνισης µπλοκ της κύριας µνήµης σε πλαίσια της κρυφής µνήµης Στρατηγική απελευθέρωσης πλαισίων της κρυφής µνήµης για προσκόµιση µπλοκ της κύριας µνήµης Τακτική ενηµέρωσης του επόµενου επιπέδου της ιεραρχικής µνήµης Σύνοψη ενότητας Κύρια µνήµη Σύνοψη κεφαλαίου K º π 5 ÛÙËÌ È Û Ó ÂÛË Î È ÂÈÛfi Ô ÂÍfi Ô Σκοπός, Προσδοκώµενα αποτελέσµατα, Έννοιες κλειδιά Eισαγωγικές παρατηρήσεις Αρτηρίες (Buses) Είδη αρτηριών Σύγχρονες και ασύγχρονες αρτηρίες Ταχύτητα αρτηρίας Χρήση της αρτηρίας και διαιτησία Σύνοψη ενότητας Μέθοδοι ελέγχου της διαδικασίας εισόδου/εξόδου ιευθυνσιοδότηση των µονάδων εισόδου/εξόδου Ο ρόλος του λειτουργικού συστήµατος στην διαδικασία εισόδου/εξόδου Συµµετοχή της ΚΜΕ στη διαδικασία εισόδου/εξόδου Σύνοψη ενότητας Σύνοψη κεφαλαίου APAPTHMA A ÚÈıÌËÙÈÎ Û ÛÙ Ì Ù Σκοπός, Προσδοκώµενα αποτελέσµατα, Έννοιες κλειδιά Eισαγωγικές παρατηρήσεις Α.1 Χρήση αριθµητικών συστηµάτων

10 10 AƒÃπ π Y π ø I Α.2 Μετατροπή αριθµών από ένα αριθµητικό σύστηµα σε άλλο Aπαντήσεις Aσκήσεων Aυτοαξιολόγησης Eνδεικτικές Aπαντήσεις ραστηριοτήτων Γλωσσάρι / Eυρετήριο Bιβλιογραφία

11 ÚfiÏÔÁÔ Το βιβλίο αυτό αναφέρεται στην Αρχιτεκτονική Υπολογιστών µε την ευρύτερη έννοια του όρου, που περιλαµβάνει τη δοµή, την οργάνωση και τη λειτουργία του υπολογιστή. Έχει γίνει προσπάθεια να αποτελέσει ένα αυτοτελές κείµενο. Τα µόνα προαπαιτούµενα είναι κάποιες στοιχειώδεις γνώσεις λογικού σχεδιασµού και προγραµµατισµού. Το βιβλίο αποτελείται από πέντε κεφάλαια και ένα παράρτηµα. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται µία εισαγωγή στη δοµή, οργάνωση, λειτουργία και απόδοση των υπολογιστών. Επίσης γίνεται η διαµέριση του υπολογιστή σε τρία υποσυστήµατα, την Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας, το Σύστηµα Μνήµης και το Σύστηµα ιασύνδεσης των Μονάδων και τις Μονάδες Εισόδου/Εξόδου. Το δεύτερο κεφάλαιο αναφέρεται στην οργάνωση της πληροφορίας στον υπολογιστή. Σαν πληροφορία θεωρούµε τόσο τα προγράµµατα όσο και τα δεδοµένα, αριθµητικά και µη. Στο τρίτο κεφάλαιο γίνεται η παρουσίαση της Κεντρικής Μονάδας Επεξεργασίας. Το πρώτο µέρος αφιερώνεται στη µονάδα επεξεργασίας δεδοµένων και το δεύτερο στη µονάδα ελέγχου. Στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζεται το σύστηµα της µνήµης, ενώ στο πέµπτο κεφάλαιο παρουσιάζεται το σύστηµα διασύνδεσης των µονάδων ενός συστήµατος και η διαδικασία εισόδου/εξόδου πληροφοριών από τον υπολογιστή. Στο παράρτηµα παρουσιάζονται διάφορα αριθµητικά συστήµατα και µέθοδοι µετατροπής από ένα σύστηµα σε άλλο. Θεωρώ ότι η εµπειρία και η γνώση που απεκόµισα τα τελευταία δέκα χρόνια που διδάσκω το µάθηµα Αρχιτεκτονική Υπολογιστών στο τµήµα Μηχανικών Ηλεκτρονικών Υπολογιστών και Πληροφορικής της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστηµίου Πατρών ήταν καθοριστική για τη συγγραφή αυτού του βιβλίου. Εύχοµαι το βιβλίο αυτό να φανεί χρήσιµο στους αναγνώστες. Τελειώνοντας θα ήθελα να ευχαριστήσω τη σύζυγό µου για την κατανόηση που έδειξε όλο το διάστηµα της συγγραφής του βιβλίου. Οι κόρες µου ήταν και είναι πολύ µικρές για να δείξουν κατανόηση. Ελπίζω να µην ταύτισαν το Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο µε την κακιά µάγισσα των παραµυθιών. Πάτρα 5 Ιουνίου 2000 ηµήτρης Νικολός

12

13 ÈÛ ÁˆÁ ÛÙË ÔÌ, ÚÁ ÓˆÛË, ÂÈÙÔ ÚÁ Î È ÍÈÔÏfiÁËÛË ÙˆÓ ÀappleÔÏÔÁÈÛÙÒÓ ÎÔapplefi Σκοπός του κεφαλαίου αυτού είναι να µάθετε από τι αποτελείται ένας υπολογιστής, πώς λειτουργεί και ποια είναι τα χαρακτηριστικά, που καθορίζουν την αρχιτεκτονική του. Επίσης να καταστείτε ικανοί να εκτιµήσετε την απόδοση ενός υπολογιστή. 1 º π ÚÔÛ ÔÎÒÌÂÓ appleôùâï ÛÌ Ù Όταν θα έχετε µελετήσει αυτό το κεφάλαιο, θα µπορείτε να : περιγράψετε τις µονάδες από τις οποίες αποτελείται ένας υπολογιστής περιγράψετε τον τρόπο λειτουργίας ενός υπολογιστή εκτιµήσετε την απόδοσή του ŒÓÓÔÈ ÎÏÂÈ È Yλικό Λογισµικό Aρχιτεκτονική υπολογιστών Oικογένεια υπολογιστών Kεντρική µονάδα επεξεργασίας Kύρια µνήµη Bοηθητική µνήµη Aρτηρία διασύνδεσης Mονάδες εισόδου και εξόδου Aπόδοση υπολογιστή ÈÛ ÁˆÁÈÎ apple Ú ÙËÚ ÛÂÈ Το κεφάλαιο αυτό αποτελείται από πέντε ενότητες. Στην πρώτη ενότητα κάνουµε µία εισαγωγή στο υλικό και το λογισµικό του υπολογιστή. Στη δεύτερη ενότητα παρουσιάζουµε τις έννοιες της αρχιτεκτονικής των υπολογιστών και οικογένειας υπολογιστών. Στην τρίτη ενότητα περιγράφουµε τη δοµή, οργάνωση και λειτουργία του υπολογιστή, ενώ στην τέταρτη ενότητα ασχολούµαστε µε τις µονάδες εισόδου/εξόδου. Τέλος, στην πέµπτη ενότητα περιγράφονται τρόποι εκτίµησης της απόδοσης του υπολογιστή.

14 14 π ø ª, ƒ ø, π Àƒ π π π ø À π ø 1.1 ÀÏÈÎfi Î È ÏÔÁÈÛÌÈÎfi ÎÔapplefi Σκοπός της ενότητας είναι να κατανοήσετε τι είναι το υλικό (hardware) και τι το λογισµικό (software). Επίσης να καταστείτε ικανοί να διακρίνετε το λογισµικό σε διάφορες κατηγορίες. ÚÔÛ ÔÎÒÌÂÓ appleôùâï ÛÌ Ù Όταν θα έχετε µελετήσει αυτή την ενότητα,θα µπορείτε να : διακρίνετε τι είναι υλικό και τι είναι λογισµικό ταξινοµείτε τα προγράµµατα, που εκτελούνται σε ένα υπολογιστικό σύστη- µα, ανάλογα µε το σκοπό που αυτά εξυπηρετούν À π π π ªπ Ο υπολογιστής είναι ένα σύστηµα επεξεργασίας πληροφοριών, που παίρνει ως είσοδο την προς επεξεργασία πληροφορία και προγράµµατα, τα οποία καθορίζουν το είδος της επεξεργασίας που θα λάβει χώρα, και παράγει ως έξοδο τα αποτελέσµατα αυτής της επεξεργασίας. Οι πληροφορίες, που εισάγονται στον υπολογιστή προς επεξεργασία καθώς και τα αποτελέσµατα αυτής της επεξεργασίας, µπορεί να έχουν την µορφή αριθµών, κειµένου, εικόνας, σχηµάτων, φωνής ή ενός συνδυασµού αυτών. Τα προγράµµατα είναι µία ακολουθία εντολών, που περιγράφονται χρησιµοποιώντας µια συγκεκριµένη γλώσσα. Όπως µία φυσική γλώσσα, για παράδειγµα η Ελληνική και η Αγγλική, η γλώσσα, που χρησιµοποιούµε για να γράφουµε προγράµµατα, έχει τη δική της γραµµατική και το δικό της συντακτικό. Πρέπει να σηµειώσουµε ότι υπάρχουν περισσότερες από µία γλώσσες συγγραφής προγραµµάτων. Κάθε υπολογιστικό σύστηµα αποτελείται από το υλικό (hardware) και το λογισµικό (software). Το υλικό περιλαµβάνει το σύνολο των συσκευών, που αποτελούν το υπολογιστικό σύστηµα, για παράδειγµα τα ολοκληρωµένα κυκλώµατα, τους δίσκους, το πληκτρολόγιο και την οθόνη. Το λογισµικό µπορεί να ορισθεί σαν το σύνολο των προγραµµάτων, που εκτελούνται στο υπολογιστικό σύστηµα. Ένα υπολογιστικό σύστηµα µπορούµε να πούµε ότι αποτελείται από την κεντρική µονάδα και τις περιφερειακές µονάδες. Όσον αφορά το λογισµικό, µπορούµε να διακρίνουµε τρεις κατηγορίες:

15 À π π π ªπ 15 Tο λογισµικό του συστήµατος (system software) Tο διαγνωστικό λογισµικό (diagnostic software) Tο λογισµικό των εφαρµογών (application software) Το λογισµικό του συστήµατος διαχειρίζεται και κατανέµει τα αγαθά του συστήµατος και προσφέρει στον προγραµµατιστή τα αναγκαία εργαλεία για τη συγγραφή των προγραµµάτων εφαρµογών. Το λογισµικό του συστήµατος αποτελείται από : 1. Λειτουργικό σύστηµα (operating system). Το λειτουργικό σύστηµα είναι υπεύθυνο για την καλύτερη κατανοµή και εκµετάλλευση του υλικού, όπως επίσης και για τη φιλικότερη εµφάνιση του υπολογιστή στο χρήστη. 2. Βοηθητικά προγράµµατα (utility programs). Από τα πιο γνωστά προγράµµατα, που ανήκουν στην κατηγορία αυτή, είναι : Προγράµµατα που δίνουν τη δυνατότητα στο χρήστη να δηµιουργήσει νέα αρχεία ή να σβήσει ήδη υπάρχοντα, να αντιγράψει αρχεία από µία θέση σε κάποια άλλη θέση του συστήµατος αρχείων κλπ. Σαν παράδειγµα αναφέρουµε το πρόγραµµα "explorer" των WINDOWS 95. Προγράµµατα που βοηθάνε τον προγραµµατιστή να γράψει, τροποποιήσει και αποθηκεύσει προγράµµατα και δεδοµένα, χρησιµοποιώντας το πληκτρολόγιο και τη οθόνη (editors). Τα προγράµµατα βιβλιοθήκης (library routines). Εδώ περιλαµβάνονται προγράµµατα ταξινόµησης των εγγραφών ενός αρχείου, υπολογισµού κλασσικών αριθµητικών συναρτήσεων κλπ. Οι µεταφραστές (translators) και οι διερµηνείς (interpreters). Το διαγνωστικό λογισµικό αποτελείται από ένα σύνολο προγραµµάτων, που µε τη χρήση τους µπορούµε να ελέγξουµε την ορθή λειτουργία των διάφορων µονάδων του υπολογιστικού συστήµατος. Το διαγνωστικό λογισµικό βοηθάει στη γρήγορη ανίχνευση και τον εντοπισµό της θέσης εµφάνισης βλαβών. Η αύξηση του κόστους παροχής υπηρεσιών αλλά και το κόστος, που συνεπάγεται η αδυναµία χρήσης του υπολογιστή µας λόγω βλάβης, οδηγεί σε αύξηση των απαιτήσεων υλοποίησης υπολογιστικών συστηµάτων στα οποία η διάγνωση βλαβών και η συντήρηση να γίνεται εύκολα. Εποµένως, η σπουδαιότητα του διαγνωστικού λογισµικού αυξάνεται συνεχώς. Προγράµµατα εφαρµογών. Ο αριθµός των προγραµµάτων εφαρµογών είναι

16 16 π ø ª, ƒ ø, π Àƒ π π π ø À π ø τεράστιος. Σαν παραδείγµατα µπορούµε να αναφέρουµε τα συστήµατα διαχείρισης βάσεων δεδοµένων (Data Base Management Systems), τα λογιστικά φύλλα, τους εξοµοιωτές, τα προγράµµατα που προσφέρονται για σχεδίαση µε τη βοήθεια του υπολογιστή (Computer Aided Design), τις εφαρµογές πολυµέσων και τις δικτυακές εφαρµογές. ÕÛÎËÛË ÙÔ ÍÈÔÏfiÁËÛË 1.1 α. Αναφέρετε τις κύριες κατηγορίες, στις οποίες διακρίνεται το λογισµικό. ÕÛÎËÛË ÙÔ ÍÈÔÏfiÁËÛË 1.2 Τι είναι σωστό και τι είναι λάθος από τα παρακάτω; α. Το πληκτρολόγιο και η οθόνη ανήκουν στο υλικό του υπολογιστή. β. Σε κάθε εν χρήσει υπολογιστή σήµερα υπάρχει κάποιο λειτουργικό σύστηµα. γ. Όλοι οι εν χρήσει υπολογιστές είναι αναγκαίο να διαθέτουν τα ίδια βοηθητικά προγράµµατα. 1.2 Ú ÈÙÂÎÙÔÓÈÎ appleôïôáèûùòó ÎÔapplefi Σκοπός της ενότητας είναι να κατανοήσετε ποια είναι τα χαρακτηριστικά που ορίζουν την αρχιτεκτονική ενός υπολογιστή και τη χρησιµότητα της οικογένειας υπολογιστών. ÚÔÛ ÔÎÒÌÂÓ appleôùâï ÛÌ Ù Όταν θα έχετε µελετήσει αυτή την ενότητα, θα µπορείτε να: διακρίνετε τις διαφορές µεταξύ δοµής, οργάνωσης, υλοποίησης και αρχιτεκτονικής σε επίπεδο γλώσσας µηχανής ταξινοµήσετε ένα σύνολο υπολογιστών σε οικογένειες ƒãπ π À π ø Αν και ο όρος αρχιτεκτονική υπολογιστών χρησιµοποιείται για πολλά χρόνια, δεν υπάρχει ένας γενικά αποδεκτός ορισµός. Για πολλούς υπάρχουν πολ-

17 ƒãπ π À π ø 17 λές διάκριτες αρχιτεκτονικές, που περιγράφουν ένα υπολογιστικό σύστηµα σε διάφορα επίπεδα. Η αρχιτεκτονική σε ένα επίπεδο µπορεί να θεωρηθεί σαν η λειτουργική εµφάνιση του συστήµατος, που βρίσκεται κάτω από αυτό το επίπεδο, σ' ένα χρήστη, που βρίσκεται πάνω από το επίπεδο αυτό. Η λειτουργική εµφάνιση, δηλαδή συµπεριφορά, ιδιότητες και δυνατότητες του συστήµατος σ' ένα επίπεδο, καθορίζεται από τη δοµή και οργάνωση του συστήµατος κάτω από αυτό το επίπεδο. Η δοµή περιγράφει τις µονάδες, από τις οποίες αποτελείται το σύστηµα, και τον τρόπο διασύνδεσής τους, ενώ η οργάνωση περιγράφει τη δυναµική αλληλεπίδραση και τη διαχείριση των µονάδων. Πρέπει να σηµειώσουµε ότι η απόδοση του υπολογιστή σ' ένα επίπεδο καθορίζεται από τη δοµή και την οργάνωση του συστήµατος κάτω από αυτό το επίπεδο, καθώς και τον τρόπο υλοποίησής του. Ο χρήστης, που βρίσκεται πάνω από ένα επίπεδο αρχιτεκτονικής, συνήθως δεν ενδιαφέρεται για τις λεπτοµέρειες του συστήµατος κάτω από αυτό το επίπεδο, παρά µόνο για τις ιδιότητες επικοινωνίας µε τον υπολογιστή σ' αυτό το επίπεδο. APXITEKTONIKH XPHΣTEΣ επίπεδο συστήµατος χρήστες εφαρµογών προγράµµατα εφαρµογών επίπεδο γλωσσών προγραµµατισµού προγραµµατιστές εφαρµογών µεταφραστές γλωσσών προγραµµατισµού επίπεδο λειτουργικού συστήµατος προγραµµατιστές συστήµατος επίπεδο συνόλου εντολών γλώσσας µηχανής επίπεδο µικρο- προγραµµατισµού διαχείρηση αγαθών µικροκώδικας υλικό προγραµµατιστές σε γλώσσα µηχανής προγραµµατιστές σε επίπεδο µικροπρογράµµατος Ì 1.1 ιάφορα επίπεδα αρχιτεκτονικής υπολογιστών.

18 18 π ø ª, ƒ ø, π Àƒ π π π ø À π ø Στο σχήµα 1.1 δίνεται µία εικόνα διαφόρων επιπέδων αρχιτεκτονικής και οι χρήστες κάθε επιπέδου. Τα χαρακτηριστικά της αρχιτεκτονικής σε επίπεδο συστήµατος καθορίζονται από το σύνολο των προγραµµάτων εφαρµογής. Χρήστες είναι οι χρήστες εφαρµογών και το προσωπικό συντήρησης. Η αρχιτεκτονική σε επίπεδο γλωσσών προγραµµατισµού περιγράφει όλα τα εργαλεία και τις υπηρεσίες, που προσφέρονται στον προγραµµατιστή εφαρµογών. Τα χαρακτηριστικά της αρχιτεκτονικής σε επίπεδο γλωσσών προγραµ- µατισµού καθορίζονται από το σύνολο των µεταφραστών και οποιωνδήποτε άλλων προγραµµάτων υποστήριξης ανάπτυξης λογισµικού εφαρµογών. Σ' αυτό το επίπεδο χρήστες είναι οι προγραµµατιστές εφαρµογών. Η αρχιτεκτονική σε επίπεδο λειτουργικού συστήµατος αφορά τα χαρακτηριστικά του λειτουργικού συστήµατος. Τα χαρακτηριστικά του λειτουργικού συστή- µατος καθορίζονται από τον τρόπο που γίνεται η διαχείριση των αγαθών του συστήµατος, για παράδειγµα διαχείριση µνήµης, χρονοκατανοµή των διατάξεων (device allocation) και χρονοπρογραµµατισµός (scheduling). Σ' αυτό το επίπεδο χρήστες είναι οι προγραµµατιστές συστήµατος. Η αρχιτεκτονική σε επίπεδο εντολών γλώσσας µηχανής περιγράφει την οργάνωση της κύριας µνήµης, τους καταχωρητές που είναι προσπελάσιµοι από τον προγραµµατιστή σε γλώσσα µηχανής, τα διαθέσιµα είδη δεδοµένων και δοµών δεδοµένων, όπως και τον τρόπο κωδικοποίησής τους και αναπαράστασής τους, τη µορφή και το σύνολο των εντολών και τους τρόπους καθορισµού διευθύνσεων (addressing modes). Χρήστες στην προκειµένη περίπτωση είναι οι προγραµµατιστές σε γλώσσα µηχανής. Το όριο, στο οποίο ορίζεται η αρχιτεκτονική σε επίπεδο εντολών γλώσσας µηχανής, είναι το κλασσικό όριο διασύνδεσης υλικού λογισµικού. Η αρχιτεκτονική σε επίπεδο µικροπρογραµµατισµού δίνει όλη την πληροφορία που χρειάζεται κάποιος, για να γράψει µικροπρογράµµατα ή να γράψει έναν µεταφραστή για µία υψηλού επιπέδου γλώσσα µικροπρογραµµατισµού. Είναι φανερό ότι αυτό το επίπεδο αρχιτεκτονικής υπάρχει µόνο στους υπολογιστές, που χρησιµοποιούν την τεχνική του µικροπρογραµµατισµού. Στην πλειοψηφία των σύγχρονων εµπορικών επεξεργαστών δεν χρησιµοποιείται η τεχνική αυτή. Στο βιβλίο αυτό, όπως και σε πολλά άλλα σύγχρονα βιβλία αρχιτεκτονικής υπολογιστών, θα θεωρήσουµε την αρχιτεκτονική υπολογιστών µε την ευρεία της έννοια που περικλείει την αρχιτεκτονική σε επίπεδο εντολών γλώσσας µηχανής, τη δοµή, την οργάνωση, την υλοποίηση (implementation) και την

19 ƒãπ π À π ø 19 απόδοση (performance). Η δοµή δίνει τις µονάδες υλικού, από τις οποίες αποτελείται ο υπολογιστής, και τον τρόπο που συνδέονται µεταξύ τους, η οργάνωση περιγράφει τη δυναµική αλληλεπίδραση και τη διαχείριση των µονάδων και η υλοποίηση δίνει τον ακριβή σχεδιασµό των διαφόρων µονάδων του υπολογιστή και την τεχνολογία που χρησιµοποιείται, CMOS, BiCMOS κλπ. Σαν παράδειγµα αναφέρουµε ότι η πληροφορία σχετικά µε το εάν ένας αθροιστής είναι διαδοχικού κρατουµένου (ripple carry) ή πρόβλεψης κρατουµένου (carry lookahead) αφορά την υλοποίηση του υπολογιστή. Ένα σύνολο υπολογιστών, που έχουν την ίδια αρχιτεκτονική υπολογιστή σε επίπεδο εντολών γλώσσας µηχανής, λέµε ότι αποτελούν µία οικογένεια ή σειρά υπολογιστών. Το κύριο χαρακτηριστικό της οικογένειας υπολογιστών είναι ότι το λογισµικό, που είναι γραµµένο για κάποιον υπολογιστή της οικογένειας, θα εκτελείται σωστά, αν και συνήθως µε διαφορετική ταχύτητα, σε κάθε άλλο µέλος της οικογένειας. Σαν παραδείγµατα µπορούµε να αναφέρουµε τις οικογένειες υπολογιστών που βασίζονται αντίστοιχα στις αρχιτεκτονικές ΙΒΜ/4300, (IBM, Motorola, Apple)/PowerPC και Hewlett Packard/PA RISC. Οι υπολογιστές που ανήκουν σε µία οικογένεια, µπορεί να έχουν διαφορετική δοµή ή/και διαφορετική οργάνωση ή/και διαφορετική υλοποίηση, εποµένως η ταχύτητα εκτέλεσης προγραµµάτων και η τιµή αγοράς τους µπορεί να διαφέρει σηµαντικά. Μερικές φορές στα χαρακτηριστικά µιας αρχιτεκτονικής προστίθενται και κάποια νέα, χωρίς να αφαιρεθεί κάποιο από τα υπάρχοντα. Για παράδειγµα µπορεί να προστεθούν κάποιες νέες εντολές ή και κάποιοι νέοι τρόποι καθορισµού διευθύνσεων της µνήµης χωρίς να αφαιρεθεί κάποιος από τους ήδη υπάρχοντες. Σ' αυτή την περίπτωση τα προγράµµατα, που εκτελούνταν σε υπολογιστές που υλοποιούσαν την παλαιά αρχιτεκτονική, µπορούν να εκτελεστούν και σε υπολογιστές που υλοποιούν τη νέα αρχιτεκτονική, χωρίς να µπορεί να συµβεί και το αντίθετο. Σ' αυτή την περίπτωση λέµε ότι επεκτείναµε την αρχιτεκτονική µε έναν προς τα άνω συµβατό τρόπο. Σαν παράδειγµα αναφέρουµε την αρχιτεκτονική PA 2.0 της Hewlett Packard, που είναι µία επέκταση της αρχιτεκτονικής PA RISC. Θα πρέπει να τονίσουµε ότι η συµβατότητα, µε την οποία ασχοληθήκαµε, αναφέρεται σε επίπεδο εκτελέσιµου προγράµµατος. Προγράµµατα που είναι γραµ- µένα σε κάποια γλώσσα προγραµµατισµού υψηλού επιπέδου, µπορούν να µεταφραστούν, εφόσον βέβαια είναι διαθέσιµος ο κατάλληλος µεταφραστής (compiler), για το συγκεκριµένο υπολογιστή και να εκτελεστούν κανονικά.

20 20 π ø ª, ƒ ø, π Àƒ π π π ø À π ø Όταν λαµβάνουν χώρα εξελίξεις στη βασική τεχνολογία, οι υπολογιστές εξελίσσονται συνήθως προς δύο κατευθύνσεις. Η µία κατεύθυνση είναι προς υπολογιστές χαµηλότερου κόστους, που µπορούν να χρησιµοποιηθούν σε εφαρµογές όπου το κόστος χρησιµοποίησης των προηγούµενων υπολογιστών ήταν απαγορευτικό, διευρύνοντας έτσι το πεδίο εφαρµογών των υπολογιστών και εποµένως αυξάνοντας τον αριθµό των πωλήσεων. Κάθε χρόνο οι τιµές των υπολογιστών µειώνονται και γίνεται οικονοµικά βιώσιµη η χρήση τους σε νέες εφαρµογές. Η άλλη κατεύθυνση είναι προς υπολογιστές µε βελτιωµένη λειτουργικότητα και απόδοση, ώστε να είναι δυνατόν να λυθούν προβλήµατα που η επίλυσή τους µε τους προηγούµενους υπολογιστές ήταν απαγορευτικά χρονοβόρα. Για παράδειγµα, εάν χρησιµοποιώντας κάποιον υπολογιστή για την πρόβλεψη του καιρού της επόµενης ηµέρας απαιτούνταν επεξεργασία των δεδοµένων διάρκειας δύο ηµερών, η πρόβλεψη δεν θα είχε καµία αξία. ÕÛÎËÛË ÙÔ ÍÈÔÏfiÁËÛË 1.3 ώστε τον ορισµό καθεµίας από τις επόµενες έννοιες : α. αρχιτεκτονική σε επίπεδο εντολών γλώσσας µηχανής β. δοµή γ. οργάνωση δ. υλοποίηση ÕÛÎËÛË ÙÔ ÍÈÔÏfiÁËÛË 1.4 α. Είναι σωστό ή λάθος ότι δύο υπολογιστές, που ανήκουν στην ίδια οικογένεια, έχουν την ίδια αρχιτεκτονική σε επίπεδο εντολών γλώσσας µηχανής; β. Ο υπολογιστής Β προέκυψε προσθέτοντας στην αρχιτεκτονική σε επίπεδο εντολών γλώσσας µηχανής του υπολογιστή Α δύο νέους τρόπους καθορισµού διευθύνσεων. Τι είναι σωστό από τα παρακάτω; i. Ένα πρόγραµµα που έχει γραφτεί για να εκτελεστεί στον υπολογιστή Α, όταν εκτελείται στον Β θα χρησιµοποιεί όλους τους τρόπους καθορισµού διευθύνσεων του Β. ii. Ένα πρόγραµµα που έχει γραφτεί για να εκτελεστεί στον υπολογιστή Β, µπορεί να εκτελεστεί και στον Α.

21 ª, ƒ ø π π Àƒ π À π ø 21 iii. Ένα πρόγραµµα που έχει γραφτεί για να εκτελεστεί στον υπολογιστή Α, µπορεί να εκτελεστεί και στον Β, αλλά δεν θα χρησιµοποιεί τους δύο νέους τρόπους καθορισµού διευθύνσεων. 1.3 ÔÌ, ÔÚÁ ÓˆÛË Î È ÏÂÈÙÔ ÚÁ appleôïôáèûùòó ÎÔapplefi Σκοπός της ενότητας αυτής είναι να κατανοήσετε από ποιες µονάδες αποτελείται ο υπολογιστής και πώς αυτές οι µονάδες συνδέονται µεταξύ τους (δοµή). Επίσης τον τρόπο, µε τον οποίο οι µονάδες αλληλεπιδρούν µεταξύ τους (οργάνωση) και πώς οι χρήστες επικοινωνούν µε τον υπολογιστή διαµέσου των µονάδων εισόδου και εξόδου. Η ενότητα αυτή, επίσης, θα βοηθήσει στο να κατανοήσετε τον τρόπο που η δοµή και η οργάνωση του υπολογιστή επηρεάζει την απόδοσή του, µε την οποία θα ασχοληθούµε στην ενότητα 1.5. ÚÔÛ ÔÎÒÌÂÓ appleôùâï ÛÌ Ù Όταν θα έχετε µελετήσει αυτή την ενότητα, θα µπορείτε να: περιγράψετε τις µονάδες από τις οποίες αποτελείται ένας υπολογιστής κατανοήσετε τη σηµασία των βασικών χαρακτηριστικών κάθε µονάδας περιγράψετε τις διαδικασίες που λαµβάνουν χώρα στον υπολογιστή κατά την εκτέλεση ενός προγράµµατος ÈÛ ÁˆÁÈÎ apple Ú ÙËÚ ÛÂÈ Η ενότητα αυτή αποτελείται από πέντε υποενότητες. Στην υποενότητα παρουσιάζονται οι µονάδες, από τις οποίες αποτελείται ο υπολογιστής. Στην υποενότητα δίνονται τα βασικά χαρακτηριστικά της Κεντρικής Μονάδας Επεξεργασίας, ενώ στην παρουσιάζεται το σύστηµα µνήµης του υπολογιστή. Στις υποενότητες και γίνεται µία εισαγωγή στη λειτουργία της κρυφής και της ιδεατής µνήµης και τους σκοπούς, για τους οποίους τις χρησιµοποιούµε.

22 22 π ø ª, ƒ ø, π Àƒ π π π ø À π ø ÔÌ ÙÔ appleôïôáèûù Ένας υπολογιστής αποτελείται από την Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (ΚΜΕ), τη µνήµη, τις µονάδες εισόδου/εξόδου και το σύστηµα διασύνδεσης των µονάδων. Στο σχήµα 1.2 δίνεται η δοµή ενός τυπικού προσωπικού υπολογιστή. Η ΚΜΕ είναι η πλέον πολύπλοκη µονάδα του υπολογιστή και έχει την όλη υπευθυνότητα για την εκτέλεση των προγραµµάτων. Αποτελείται από τη Μονάδα Επεξεργασίας εδοµένων (Data Path) και τη Μονάδα ελέγχου (Control Unit). Η Μονάδα Επεξεργασίας εδοµένων µε τη σειρά της αποτελείται από κυκλώµατα για την εκτέλεση αριθµητικών και λογικών πράξεων και ένα σύνολο καταχωρητών, που ο αριθµός τους ποικίλλει από υπολογιστή σε υπολογιστή. Mνήµη µαγνητικού δίσκου Kύρια µνήµη Eλεγκτής µονάδας δίσκου Kρυφή µνήµη Ì 1.2 οµή ενός προσωπικού υπολογιστή. Aρτηρία συστήµατος Στη µνήµη ενός υπολογιστή αποθηκεύονται τα δεδοµένα, που θα επεξεργαστεί ο υπολογιστής, και τα προγράµµατα, που καθορίζουν την επεξεργασία που θα γίνει. Είναι γενικά επιθυµητό η µνήµη να είναι πολύ µεγάλης χωρητικότητας και τόσο γρήγορη όσο και η ΚΜΕ, ώστε η ΚΜΕ να µην καθυστερεί κατά την επικοινωνία της µε τη µνήµη. υστυχώς, αφενός οι πολύ γρήγορες µνήµες είναι πολύ ακριβές αφετέρου, για κατασκευαστικούς

23 ª, ƒ ø π π Àƒ π À π ø 23 λόγους, µνήµες µεγάλης χωρητικότητας είναι πιο αργές από µνήµες µικρότερης χωρητικότητας της ίδιας τεχνολογίας. εν είναι, λοιπόν, δυνατό (εκτός από πολύ µικρά συστήµατα ειδικού σκοπού) να χρησιµοποιούµε µία µόνο µνήµη υψηλής ταχύτητας. Γι αυτό, λοιπόν, το λόγο τα προς επεξεργασία δεδοµένα και τα προγράµµατα αποθηκεύονται σε µία ποικιλία από διαφορετικές µονάδες µνήµης µε πολύ διαφορετικά χαρακτηριστικά. Αυτές οι µονάδες µαζί µε τους αλγόριθµους που χρειάζονται για τον έλεγχο και τη διαχείριση της µνήµης αποτελούν το σύστηµα µνήµης του υπολογιστή. Μεταξύ των µονάδων µνήµης διακρίνουµε τους καταχωρητές, την κύρια µνήµη και τη βοηθητική ή δευτερεύουσα µνήµη. Θα πρέπει να σηµειώσου- µε ότι, αν και η φυσική θέση των καταχωρητών είναι στην ΚΜΕ, οι καταχωρητές ανήκουν στο σύστηµα της µνήµης. Στον υπολογιστή του σχήµατος 1.2 το σύστηµα µνήµης αποτελείται από τους καταχωρητές, που δεν φαίνονται στο σχήµα διότι περιέχονται στην ΚΜΕ, την Μ Μ ( θα αναφερθούµε σ' αυτή στην υποενότητα 1.3.5), την κρυφή µνήµη ( µ' αυτή θα ασχοληθού- µε στην υποενότητα 1.3.4), την κύρια µνήµη και τη µνήµη µαγνητικού δίσκου συµπεριλαµβανοµένου του ελεγκτή της. Η χωρητικότητα κάθε καταχωρητή µετριέται µε το πλήθος των δυαδικών ψηφίων (bits) ή ψηφιολέξεων (bytes), που µπορούν να αποθηκευτούν σ αυτόν. Το δυαδικό ψηφίο παίρνει την τιµή 0 ή 1 και µία ψηφιολέξη αποτελείται από οκτώ δυαδικά ψηφία. Η χωρητικότητα της κύριας µνήµης, όπως και της κρυφής και της βοηθητικής µνήµης ενός υπολογιστή, µετριέται σε: Kbytes ή KB, 1 KB = 2 10 bytes =1024 bytes Mbytes ή MB, 1 MB = 2 20 bytes =1024 Kbytes Gbytes ή GB, 1 GB = 2 30 bytes =1024 Mbytes Συνήθως, λόγω του µεγέθους της, η χωρητικότητα της κρυφής µνήµης µετράται σε ΚΒ, της κύριας σε ΜΒ και της βοηθητικής σε GΒ. Οι µονάδες εισόδου/εξόδου χρησιµοποιούνται για την επικοινωνία του υπολογιστή µε τον εξωτερικό κόσµο. Η κύρια λειτουργία των µονάδων εισόδου/εξόδου είναι να µετατρέπουν την πληροφορία από µία φυσική αναπαράσταση σε κάποια άλλη. Οι µονάδες εισόδου µετατρέπουν την πληροφορία από µια από τις µορφές που χρησιµοποιούνται στην κοινωνία µας, σε µια από τις µορφές που χρησιµοποιεί ο υπολογιστής για την εσωτερική αναπαράσταση της πληροφορίας. Οι µονάδες εξόδου κάνουν το αντίστροφο. Με την αναπαράσταση της πληροφορίας στον υπολογιστή θα ασχοληθούµε στο κεφάλαιο 2. Στον υπολογιστή του σχήµατος 1.2 µονάδες εισόδου/εξόδου είναι η οθόνη

24 24 π ø ª, ƒ ø, π Àƒ π π π ø À π ø και το πληκτρολόγιο συµπεριλαµβανοµένων των ελεγκτών τους. Το σύστηµα διασύνδεσης αποτελείται από τις αρτηρίες διασύνδεσης των διαφόρων µονάδων του συστήµατος. Για παράδειγµα, στο σχήµα 1.2 η αρτηρία του συστήµατος, η αρτηρία εισόδου/εξόδου, οι µονάδες διασύνδεσης και ο ελεγκτής δικτύου (κάρτα δικτύου) ανήκουν στο σύστηµα διασύνδεσης. Ο ελεγκτής δικτύου µπορεί να θεωρηθεί και σαν µονάδα εισόδου/εξόδου. ÕÛÎËÛË ÙÔ ÍÈÔÏfiÁËÛË 1.5 Αναφέρετε τις µονάδες, από τις οποίες αποτελείται ένα υπολογιστικό σύστηµα. ÕÛÎËÛË ÙÔ ÍÈÔÏfiÁËÛË 1.6 Αναφέρετε δύο λόγους, για τους οποίους δεν είναι δυνατόν η µνήµη ενός υπολογιστή γενικού σκοπού να υλοποιείται µε µία µόνον τεχνολογία. ÕÛÎËÛË ÙÔ ÍÈÔÏfiÁËÛË 1.7 Αναφέρετε τρεις µονάδες µνήµης, που υπάρχουν στο σύστηµα µνήµης κάθε ενός υπολογιστή. ÕÛÎËÛË ÙÔ ÍÈÔÏfiÁËÛË 1.8 Συµπληρώστε κάθε πρόταση επιλέγοντας το σωστό όρο: GBytes, υαδικά ψηφία (bits), Kbytes, ψηφιολέξεις (bytes), Mbytes. H χωρητικότητα των καταχωρητών µετράται σε. H χωρητικότητα της κρυφής µνήµης, που βρίσκεται µεταξύ ΚΜΕ και κύριας µνήµης, µετράται σε. H χωρητικότητα της κύριας µνήµης µετράται σε. H χωρητικότητα της βοηθητικής µνήµης µετράται σε ÂÓÙÚÈÎ ÌÔÓ ÂappleÂÍÂÚÁ Û Η Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας, ΚΜΕ, αποτελείται από τη Μονάδα Επεξεργασίας εδοµένων (Data Path) και τη Μονάδα Ελέγχου (Control Unit). Η ΚΜΕ κατασκευάζεται συνήθως σήµερα σε ένα ολοκληρωµένο κύκλωµα (Integrated Circuit, IC) και ονοµάζεται επεξεργαστής (processor). Βέβαια,

25 ª, ƒ ø π π Àƒ π À π ø 25 επιπλέον της Μονάδας Επεξεργασίας εδοµένων και της Μονάδας Ελέγχου, µπορεί στο ίδιο ολοκληρωµένο µε τον επεξεργαστή να υπάρχουν και άλλες υποµονάδες, όπως η κρυφή µνήµη (cache memory) και η µονάδα διαχείρισης µνήµης, Μ Μ, (Memory Managment Unit, MMU). Η Μονάδα Επεξεργασίας εδοµένων αποτελείται από κυκλώµατα για την εκτέλεση αριθµητικών και λογικών πράξεων και ένα σύνολο καταχωρητών, που ο αριθµός τους ποικίλλει από υπολογιστή σε υπολογιστή. Η Μονάδα Επεξεργασίας εδοµένων στους σύγχρονους επεξεργαστές αποτελείται από δύο υποµονάδες, τη Μονάδα Επεξεργασίας εδοµένων σταθερής υποδιαστολής (fixed point arithmetic) και τη Μονάδα Επεξεργασίας εδοµένων κινητής υποδιαστολής (floating point arithmetic) (Η παρουσίαση της αριθµητικής σταθερής και κινητής υποδιαστολής γίνεται στο κεφάλαιο 2.). Σε κάποιες εφαρ- µογές, όπως για παράδειγµα εφαρµογές επεξεργασίας κειµένου, δεν χρησι- µοποιούνται καθόλου πράξεις κινητής υποδιαστολής, ενώ υπάρχουν και εφαρ- µογές που χρησιµοποιούνται ελάχιστα. Παλαιότερα οι κατασκευαστές υπολογιστών, για να ελαττώσουν το κόστος των υπολογιστών και να τους κάνουν πιο προσιτούς στους χρήστες, σε πολλά συστήµατα γενικού σκοπού δεν ενσω- µάτωναν τη µονάδα κινητής υποδιαστολής στον επεξεργαστή, αλλά την υλοποιούσαν σε άλλο ολοκληρωµένο κύκλωµα, που ονοµάζεται συν επεξεργαστής (coprocessor) ή µαθηµατικός συνεπεξεργαστής. Με αυτόν τον τρόπο έδιναν τη δυνατότητα στον αγοραστή να αγοράσει τον συν επεξεργαστή και να τον προσθέσει στο σύστηµά του, µόνο όταν τον χρειαζόταν. Ένας υπολογιστής που δεν είναι εφοδιασµένος µε επεξεργαστή κινητής υποδιαστολής, εκτελεί τις εντολές κινητής υποδιαστολής εκτελώντας προγράµµατα σταθερής υποδιαστολής, που έχουν σαν αποτέλεσµα τον υπολογισµό του αποτελέσµατος της πράξης κινητής υποδιαστολής. Αντίθετα, στον υπολογιστή που είναι εφοδιασµένος µε επεξεργαστή κινητής υποδιαστολής, εκτελούνται κατευθείαν στο υλικό σε πολύ µικρότερο χρονικό διάστηµα. Οι καταχωρητές της Μονάδας Επεξεργασίας εδοµένων σταθερής υποδιαστολής διακρίνονται σε καταχωρητές ειδικού και γενικού σκοπού. Οι καταχωρητές ειδικού σκοπού επιτελούν κάποια συγκεκριµένη λειτουργία, ενώ οι καταχωρητές γενικού σκοπού µπορούν να χρησιµοποιηθούν για µία ποικιλία λειτουργιών, ανάλογα µε τη θέληση του προγραµµατιστή, για παράδειγ- µα για την αποθήκευση δεδοµένων, ενδιάµεσων αποτελεσµάτων και τη διευθυνσιοδότηση της µνήµης. Το πλήθος των καταχωρητών ποικίλλει από υπολογιστή σε υπολογιστή. Σαν παραδείγµατα καταχωρητών ειδικού σκοπού αναφέρουµε το µετρητή προγράµµατος (program counter), που κάθε φορά

26 26 π ø ª, ƒ ø, π Àƒ π π π ø À π ø περιέχει τη διεύθυνση της θέσης µνήµης που περιέχει την επόµενη προς εκτέλεση εντολή, τους καταχωρητές δείκτη (index registers), που χρησιµοποιούνται στον καθορισµό διευθύνσεων, το δείκτη σωρού (stack pointer), που χρησιµοποιείται στο µηχανισµό σωρού, και τον καταχωρητή κατάστασης (status register), που περιγράφει την τρέχουσα κατάσταση διαφόρων υλικών στοιχείων και αποτελεσµάτων υπολογισµών. Στον Πίνακα 1.1 δίνεται το πλήθος των καταχωρητών γενικού σκοπού της Μονάδας Επεξεργασίας εδοµένων σταθερής υποδιαστολής και το πλήθος των καταχωρητών της Μονάδας Επεξεργασίας εδοµένων κινητής υποδιαστολής, που συνήθως καλούνται καταχωρητές κινητής υποδιαστολής, διαφόρων σύγχρονων επεξεργαστών. Ó Î 1.1 Αριθµός καταχωρητών σε αντιπροσωπευτικούς επεξεργαστές. Επεξεργαστής / εταιρεία / καταχωρητές γενικού καταχωρητές κινητής έτος πρώτης εµφάνισης σκοπού υποδιαστολής / DEC / των 64 δυαδικών ψηφίων 32 των 64 δυαδικών ψηφίων PowerPC 601 / IBM, 32 των 32 δυαδικών ψηφίων 32 των 64 δυαδικών ψηφίων Motorola, Apple / 1993 Pentium / Intel / των 32 δυαδικών ψηφίων 8 των 80 δυαδικών ψηφίων PowerPC 620 / IBM, 32 των 64 δυαδικών ψηφίων 32 των 64 δυαδικών ψηφίων Motorola, Apple / 1996 Η Μονάδα Ελέγχου αναλύει την εντολή, που πρέπει να εκτελεστεί, και ανάλογα µε το είδος της εντολής παράγει ακολουθίες από σήµατα, που έχουν σαν συνέπεια την επιλογή της µεταφοράς των δεδοµένων µεταξύ των µονάδων ή των υποµονάδων του υπολογιστή και την εκτέλεση συγκεκριµένων πράξεων. Ο χρόνος που απαιτείται για την πιο σύντοµη, χρονικά, λειτουργία της ΚΜΕ, καλείται χρόνος κύκλου της ΚΜΕ (CPU cycle time) και είναι η βασική µονάδα για τη µέτρηση όλων των ενεργειών της ΚΜΕ. Το αντίστροφο του χρόνου κύκλου της ΚΜΕ καλείται συχνότητα λειτουργίας της ΚΜΕ (CPU clock rate) και σήµερα είναι της τάξης των µεγακύκλων. Η λειτουργία της ΚΜΕ είναι να εκτελεί εντολές, που είναι αποθηκευµένες στην κύρια µνήµη του υπολογιστή. Μία εντολή καταλαµβάνει µία ή περισσότερες θέσεις και έχει σαν σκοπό να προσδιορίζει τη λειτουργία που θα εκτελεστεί, καθώς και το σύνολο των δεδοµένων που θα χρησιµοποιηθούν στην εκτέλεση της εντολής. Η ΚΜΕ εκτελεί µία εντολή σε µία σειρά από βήµατα:

27 ª, ƒ ø π π Àƒ π À π ø Φέρνει στην ΚΜΕ την εντολή, που είναι αποθηκευµένη στη θέση µνήµης, που δείχνει ο µετρητής προγράµµατος. 2. Αλλάζει το περιεχόµενο του µετρητή προγράµµατος, ώστε να δείχνει τη θέση µνήµης που περιέχει την επόµενη προς εκτέλεση εντολή. 3. Αναλύει την εντολή και ελέγχει εάν η εντολή χρειάζεται δεδοµένα από τη µνήµη και εάν ναι, προσδιορίζει τη διεύθυνση που είναι αποθηκευµένα. 4. Φέρνει τα δεδοµένα σε κάποιους από τους καταχωρητές της. 5. Εκτελεί την εντολή. 6. Αποθηκεύει τα αποτελέσµατα. 7. Πηγαίνει στο βήµα 1 για να αρχίσει την εκτέλεση της επόµενης εντολής. Σηµειώνουµε ότι, ανάλογα µε την εντολή, τα βήµατα 4 και 6 ή ένα από αυτά είναι δυνατόν να µη χρησιµοποιηθούν. Για παράδειγµα, κατά την εκτέλεση µιας εντολής διακλάδωσης στο βήµα 5, η διεύθυνση της επιθυµητής επόµενης προς εκτέλεση εντολής φορτώνεται στο µετρητή προγράµµατος και ακολουθεί το βήµα 7. α. Αναφέρετε τις υποµονάδες, από τις οποίες αποτελείται η ΚΜΕ. β. Περιγράψτε τη χρησιµότητα κάθε υποµονάδας. ÕÛÎËÛË ÙÔ ÍÈÔÏfiÁËÛË 1.9 γ. Η ΚΜΕ εκτελεί µία εντολή σε µία ακολουθία από 7 βήµατα. Τοποθετήστε τα ακόλουθα βήµατα στη σωστή τους σειρά. Εκτελεί την εντολή. Φέρνει τα δεδοµένα σε κάποιους από τους καταχωρητές της. Φέρνει στην ΚΜΕ την εντολή, που είναι αποθηκευµένη στη θέση µνή- µης που δείχνει ο µετρητής προγράµµατος. Αποθηκεύει τα αποτελέσµατα. Αλλάζει το περιεχόµενο του µετρητή προγράµµατος, ώστε να δείχνει τη θέση µνήµης που περιέχει την επόµενη προς εκτέλεση εντολή. Αναλύει την εντολή και ελέγχει εάν η εντολή χρειάζεται δεδοµένα από τη µνήµη και εάν ναι, προσδιορίζει τη διεύθυνση που είναι αποθηκευµένα. Πηγαίνει στο πρώτο βήµα για να αρχίσει την εκτέλεση της επόµενης εντολής.

28 28 π ø ª, ƒ ø, π Àƒ π π π ø À π ø ÛÙËÌ ÌÓ ÌË Àƒπ ª ª Η κύρια µνήµη αποτελείται από έναν αριθµό θέσεων που σε καθεµία από αυτές αποθηκεύεται και ένα τµήµα πληροφορίας (εντολή, µέρος εντολής ή δεδοµένα) µε τη µορφή µιας ακολουθίας δυαδικών ψηφίων. Σε κάθε θέση της µνήµης αντιστοιχεί ένας αριθµός, που καλείται φυσική διεύθυνση της θέσης µνήµης, και χρησιµοποιείται για να αναφερθούµε στη συγκεκριµένη θέση. Το σύνολο των φυσικών διευθύνσεων της κύριας µνήµης καλείται χώρος φυσικών διευθύνσεων της µνήµης. Εάν η µνήµη έχει ν θέσεις, τότε οι φυσικές τους διευθύνσεις θα είναι από 0 µέχρι ν 1 (βλέπε σχήµα 1.3.). Γειτονικές θέσεις µνήµης έχουν διαδοχικές διευθύνσεις. Το κύριο χαρακτηριστικό της θέσης µνήµης είναι ότι περιέχει τη µικρότερη ποσότητα πληροφορίας, που µπορεί να µεταφερθεί στην ΚΜΕ. Ο αριθµός των δυαδικών ψηφίων που περιέχεται σε µία θέση µνήµης, διαφέρει από υπολογιστή σε υπολογιστή. µία θέση µνήµης ένα δυαδικό ψηφίο Ì 1.3 H φυσική οργάνωση µιάς µνήµης ν θέσεων, µε θέση µνήµης των 8 δυαδικών ψηφίων. ν ν ν ν Οι βασικότερες ιδιότητες της κύριας µνήµης είναι ότι: α) οι θέσεις της µπορούν να προσπελαστούν άµεσα από την ΚΜΕ, αντίθετα η πληροφορία που είναι αποθηκευµένη στη βοηθητική µνήµη θα πρέπει πρώτα να µεταφερθεί

29 ª, ƒ ø π π Àƒ π À π ø 29 στην κύρια µνήµη, β) οι θέσεις της µπορούν να προσπελαστούν µε οποιαδήποτε σειρά και γ) ο χρόνος προσπέλασης µίας θέσης είναι σταθερός και ανεξάρτητος από τη διεύθυνση της θέσης. Η ταχύτητα της κύριας µνήµης µετριέται µε το χρόνο προσπέλασης ανάγνωσης ή, όπως πιο συχνά λέγεται, το χρόνο προσπέλασης (access time) µιας θέσης της κύριας µνήµης. Ο χρόνος προσπέλασης εγγραφής είναι συνήθως ίσος µε το χρόνο προσπέλασης ανάγνωσης. Ο χρόνος προσπέλασης ισούται µε το χρόνο που παρέρχεται από τη στιγµή, που η µνήµη λαµβάνει µία απαίτηση διαβάσµατος µέχρι τη στιγµή που η απαιτούµενη πληροφορία είναι διαθέσιµη στις εξόδους της µνήµης. Ο χρόνος προσπέλασης της κύριας µνήµης εξαρτάται από την τεχνολογία των ολοκληρωµένων κυκλωµάτων, µε τα οποία υλοποιείται, το µέγεθός της και τον τρόπο σχεδιασµού της. Σε µερικές διατάξεις µνήµης, όπως οι δυναµικές µνήµες (θα µιλήσουµε στη συνέχεια γι αυτές), ο χρόνος που πρέπει να περάσει από τη στιγµή που ξεκίνησε µία προσπέλαση της µνήµης µέχρι τη στιγµή που επιτρέπεται να ξεκινήσουµε µία άλλη προσπέλαση, είναι µεγαλύτερος του χρόνου προσπέλασης της µνήµης και καλείται χρόνος κύκλου της µνήµης (cycle time of the memory). Είναι προφανές ότι το µέγιστο ποσό πληροφορίας, που µπορεί να µεταφερθεί προς ή από τη µνήµη κάθε δευτερόλεπτο, είναι το αντίστροφο του χρόνου κύκλου της µνήµης. Η ποσότητα αυτή καλείται ρυθµός µεταφοράς δεδοµένων (data transfer rate ή bandwidth). Ο ρυθµός µεταφοράς δεδο- µένων µετριέται σε ψηφιολέξεις ανά δευτερόλεπτο. Η ΚΜΕ επικοινωνεί µε την κύρια µνήµη µέσω δύο καταχωρητών, του καταχωρητή διευθύνσεων και του καταχωρητή δεδοµένων. Ανάλογα µε τον υπολογιστή, οι καταχωρητές διευθύνσεων και δεδοµένων µπορεί να είναι καταχωρητές ειδικού σκοπού ή οποιοιδήποτε από τους καταχωρητές γενικού σκοπού, συνήθως στα σηµερινά συστήµατα συµβαίνει το δεύτερο. Όταν πρόκειται να διαβαστεί µία λέξη από την κύρια µνήµη, η διεύθυνση της µνήµης τοποθετείται στον καταχωρητή διευθύνσεων και στέλνεται ένα σήµα από τη µονάδα ελέγχου στη µνήµη, που δηλώνει ότι πρέπει να γίνει ανάγνωση. Μετά από ένα χρονικό διάστηµα ίσο µε τον χρόνο προσπέλασης, η λέξη µεταφέρεται στον καταχωρητή δεδοµένων. Για να αποθηκευτεί µία λέξη στη µνήµη, πρέπει η διεύθυνση της θέσης στην οποία πρόκειται να γίνει η αποθήκευση, να τοποθετηθεί στον καταχωρητή διευθύνσεων, η λέξη να τοποθετηθεί στον καταχωρητή δεδοµένων και να σταλεί σήµα από την µονάδα ελέγχου στη µνήµη, για να δηλώσει ότι πρέπει να γίνει εγγραφή.

30 30 π ø ª, ƒ ø, π Àƒ π π π ø À π ø Σηµειώνουµε ότι ο αριθµός των δυαδικών ψηφίων του καταχωρητή διευθύνσεων καθορίζει το µέγιστο αριθµό θέσεων µνήµης που µπορούν να αναφερθούν άµεσα. Εάν ο αριθµός των δυαδικών ψηφίων του καταχωρητή διευθύνσεων της µνήµης είναι µ, ο µέγιστος αριθµός των θέσεων µνήµης που µπορεί να αναφερθεί άµεσα από την ΚΜΕ, είναι 2 µ. Ο συνολικός αριθµός των θέσεων της κύριας µνήµης εξαρτάται από την σύνθεση του συστήµατος (system configuration), µε άλλα λόγια ο αγοραστής δύναται να αγοράσει περισσότερη ή λιγότερη, ανάλογα µε τα χρήµατα που µπορεί να διαθέσει και τις απαιτήσεις του. Θα δούµε αργότερα πως το ελάχιστο µέγεθος κύριας µνή- µης που µπορεί να διαθέτει ένας υπολογιστής, καθορίζεται από τα προγράµµατα που πρόκειται να εκτελούνται στο συγκεκριµένο υπολογιστή. Επίσης, θα δούµε αργότερα πως το µέγεθος της κύριας µνήµης ενός υπολογιστή επηρεάζει την ταχύτητα εκτέλεσης κάποιων προγραµµάτων. Η µέγιστη χωρητικότητα κύριας µνήµης, που µπορούµε να βάλουµε σε έναν υπολογιστή, εξαρτάται από το συγκεκριµένο υπολογιστή και συγκεκριµένα από τη σχεδίαση της ΚΜΕ. Η κύρια µνήµη µπορεί να υλοποιηθεί µε ηµιαγωγικές µνήµες ανάγνωσης και εγγραφής άµεσης προσπέλασης (Random Access Memory, RAM). Υπάρχουν δύο κατηγορίες µνηµών RAM, οι στατικές, SRAM, και οι δυναµικές, DRAM. Συγκρίνοντας µία SRAM, µε µία DRAM της ίδιας χωρητικότητας, η SRAM είναι ακριβότερη και πιό γρήγορη από την DRAM. Λόγω των απαιτήσεών µας για κύρια µνήµη πολύ µεγάλης χωρητικότητας, η κύρια µνήµη υλοποιείται συνήθως µε DRAM. Ένα µικρό τµήµα της υλοποιείται από µνήµη µόνο ανάγνωσης (Read Only Memory, ROM), δηλαδή µία µνήµη που τα περιεχόµενά της µπορούν να διαβάζονται, αλλά δεν είναι δυνατόν να τροποποιηθούν µέσα από τα προγράµµατα που εκτελούνται στον υπολογιστή. Το χαρακτηριστικό της ROM, που µας κάνει να τη χρησιµοποιούµε για την υλοποίηση ενός τµήµατος της κύριας µνήµης, είναι ότι, όταν διακοπεί η τάση τροφοδοσίας του υπολογιστή µας είτε λόγω βλάβης στο δίκτυο της ΕΗ είτε διότι κλείσαµε τον υπολογιστή µας, όλη η πληροφορία, που ήταν αποθηκευµένη στη µνήµη ROM διατηρείται, ενώ η πληροφορία που ήταν αποθηκευµένη στη µνήµη RAM χάνεται. Στη ROM µεταξύ των άλλων είναι αποθηκευµένο ένα µικρό πρόγραµµα που αναλαµβάνει, όταν ανοίξουµε την τάση τροφοδοσίας του υπολογιστή µας, να φέρει από τη βοηθητική µνήµη στην κύρια µνήµη ένα τµήµα του λειτουργικού συστήµατος, το οποίο αναλαµβάνει στη συνέχεια την επικοινωνία του υπολογιστή µε το χρήστη.

31 ª, ƒ ø π π Àƒ π À π ø 31 µ π ª ª Οι διατάξεις που χρησιµοποιούνται για την υλοποίηση της βοηθητικής ή δευτερεύουσας µνήµης, είναι σηµαντικά φθηνότερες από αυτές που χρησιµοποιούνται για την υλοποίηση της κύριας µνήµης. Σαν µέτρο σύγκρισης του κόστους χρησιµοποιούµε το ανηγµένο κόστος, δηλαδή το κόστος ανά δυαδικό ψηφίο. Εποµένως, είναι δυνατόν, µε χαµηλό κόστος, να προµηθεύσου- µε τον υπολογιστή µας µε βοηθητική µνήµη µεγάλης χωρητικότητας. Όµως η βοηθητική µνήµη είναι από τρεις έως έξι τάξεις µεγέθους πιο αργή από την κύρια µνήµη. Η βοηθητική µνήµη υλοποιείται µε µνήµες µαγνητικών δίσκων, µαγνητικών ταινιών και οπτικών δίσκων. Στο σχήµα 1.4 δίνεται η σχέση χρόνου προσπέλασης και κόστους ανά δυαδικό ψηφίο των αντιπροσωπευτικών τεχνολογιών, που χρησιµοποιούνται για την υλοποίηση του συστήµατος µνή- µης. Η πληροφορία που είναι αποθηκευµένη στη βοηθητική µνήµη διατηρείται και µετά τη διακοπή της τάσης τροφοδοσίας, εποµένως, πριν κλείσουµε τον υπολογιστή µας, θα πρέπει να αποθηκεύουµε στη βοηθητική µνήµη την πληροφορία που έχουµε στην κύρια µνήµη. 100 Xρόνος προσπέλασης σε δευτερόλεπτα Mνήµες µαγνητικών ταινιών Oπτικοί δίσκοι Σκληροί µαγνητική δίσκοι DRAM ολοκληρωµένα SRAM ολοκληρωµένα Kόστος ανά δυαδικό ψηφίο Ì 1.4 Σχέση χρόνου προσπέλασης και κόστους ανά δυαδικό ψηφίο αντιπροσωπευτικών τεχνολογιών, που χρησιµοποιούνται για την υλοποίηση του συστή- µατος µνήµης. Η βοηθητική µνήµη χρησιµοποιείται για την αποθήκευση προγραµµάτων και αρχείων δεδοµένων, που δεν χρειάζονται συνεχώς από την ΚΜΕ. Επίσης χρησιµεύει και σαν µνήµη υπερχείλισης (overflow), όταν ξεπερνιέται η χωρη-

32 32 π ø ª, ƒ ø, π Àƒ π π π ø À π ø τικότητα της κύριας µνήµης, ο,τι δεν χωράει δηλαδή στην κύρια µνήµη µεταφέρεται στη βοηθητική. Σε πολλές από τις συσκευές βοηθητικής µνήµης το µέσο πάνω στο οποίο γράφεται η πληροφορία, π.χ. µαγνητική ταινία, µαγνητικός δίσκος, όταν γεµίσει αντικαθίσταται και φυλάσσεται. Με αυτό τον τρόπο µπορούµε να δηµιουργήσουµε τεράστιες αποθήκες πληροφορίας. Οι διατάξεις που χρησιµοποιούνται για την υλοποίηση της βοηθητικής µνή- µης, διακρίνονται σε διατάξεις σειριακής προσπέλασης (serial access) και διατάξεις κατευθείαν προσπέλασης (direct access). Σειριακής προσπέλασης καλούνται οι µνήµες, που η αποθηκευµένη πληροφορία µπορεί να προσπελαστεί µόνο µε κάποια προκαθορισµένη σειρά. Σαν παράδειγµα αναφέρουµε τις µνήµες µαγνητικής ταινίας. Μερικές διατάξεις Μνήµης, όπως οι µαγνητικοί δίσκοι, περιέχουν ένα µεγάλο αριθµό οµόκεντρων κύκλων (tracks), κατά µήκος των οποίων γράφεται η πληροφορία. Κάθε οµόκεντρος κύκλος µπορεί να προσπελαστεί άµεσα, ενώ η προσπέλαση της πληροφορίας σ έναν οµόκεντρο κύκλο γίνεται σειριακά. Οι διατάξεις αυτές καλούνται µνήµες κατευθείαν προσπέλασης. Με τις µονάδες µνήµης µαγνητικών δίσκων, οπτικών δίσκων και µαγνητικών ταινιών θα ασχοληθούµε στο κεφάλαιο 4. Ú ÛÙËÚÈfiÙËÙ 1.1 Απευθυνόµενοι σε ένα κατάστηµα πώλησης υπολογιστών, συλλέξτε την απαιτούµενη πληροφορία, ώστε να υπολογίσετε το κόστος ανά ψηφιολέξη της κύριας µνήµης και της µνήµης µαγνητικού δίσκου ενός προσωπικού υπολογιστή. ÕÛÎËÛË ÙÔ ÍÈÔÏfiÁËÛË 1.10 Α. Αναφέρετε: α. Τρεις βασικές ιδιότητες της κύριας µνήµης. β. Τα µέτρα χαρακτηρισµού της ταχύτητας της κύριας µνήµης. γ. ύο κοινά χαρακτηριστικά και δύο διαφορές µεταξύ των µνηµών τεχνολογίας RAM και ROM. Β. Είναι σωστό ή λάθος ότι σε έναν υπολογιστή γενικού σκοπού όλη η κύρια µνήµη θα µπορούσε να υλοποιηθεί µε µνήµες ROM;

33 ª, ƒ ø π π Àƒ π À π ø 33 Αναφέρετε τα κύρια πλεονεκτήµατα και µειονεκτήµατα της µνήµης µαγνητικών δίσκων σε σχέση µε την τεχνολογία που χρησιµοποιείται για την υλοποίηση της κύριας µνήµης. ÕÛÎËÛË ÙÔ ÍÈÔÏfiÁËÛË 1.11 Είναι σωστό ή λάθος ότι η µονάδα µνήµης µαγνητικών δίσκων και µαγνητικής ταινίας είναι σειριακής προσπέλασης; ÕÛÎËÛË ÙÔ ÍÈÔÏfiÁËÛË Ú Ê ÌÓ ÌË (Cache memory) Η κύρια µνήµη είναι σχετικά αργή, για το λόγο αυτό, όταν η ΚΜΕ χρειάζεται να διαβάσει κάτι από την κύρια µνήµη αναγκάζεται να περιµένει. Η κατάσταση γίνεται ακόµη χειρότερη όταν πληροφορία πρέπει να µεταφερθεί στην κύρια µνήµη από τη βοηθητική µνήµη, για παράδειγµα από µία µονάδα δίσκων. Η τεχνική που έχει προταθεί για τη βελτίωση της κατάστασης, είναι η χρησιµοποίηση κρυφής µνήµης (cache memory). Η κρυφή µνήµη είναι µία σχετικά µικρής χωρητικότητας µνήµη, που χρησιµοποιείται για την αποθήκευση πληροφορίας, που αναµένεται ότι θα χρησιµοποιηθεί άµεσα ή µε µεγάλη συχνότητα στο µέλλον. Η επιτυχία της βασίζεται στην τοπικότητα των αναφορών (principle of locality) που χαρακτηρίζει την πλειονότητα των προγραµµάτων. Σύµφωνα µε την τοπικότητα των αναφορών η πληροφορία (εντολές ή δεδοµένα) που χρησιµοποιήθηκε πρόσφατα είναι πιθανόν να ξαναχρησιµοποιηθεί στο άµεσο µέλλον και η πληροφορία που βρίσκεται κοντά στην πληροφορία που χρησιµοποιείται τώρα, είναι πιθανό να χρησιµοποιηθεί στο άµεσο µέλλον. Κρυφή µνήµη χρησιµοποιείται συνήθως µεταξύ ΚΜΕ και κύριας µνήµης, καθώς και µεταξύ κύριας µνήµης και της βοηθητικής µνήµης, της µονάδας δίσκων. ƒàº ª ª ª À ª π Àƒπ ª ª Η κρυφή µνήµη µεταξύ ΚΜΕ και κύριας µνήµης υλοποιείται µε SRAM, που είναι πιο γρήγορη από τη DRAM, που χρησιµοποιείται για την υλοποίηση της κύριας µνήµης. Επίσης, το γεγονός ότι η κρυφή µνήµη είναι σηµαντικά µικρότερης χωρητικότητας από την κύρια µνήµη συµβάλλει, ώστε η προσπέλαση της κρυφής µνήµης να είναι πολύ πιο γρήγορη από της κύριας µνήµης.

34 34 π ø ª, ƒ ø, π Àƒ π π π ø À π ø Η κρυφή µνήµη µπορεί να βρίσκεται στο ίδιο ολοκληρωµένο κύκλωµα µε την ΚΜΕ ή σε ένα ή περισσότερα άλλα ολοκληρωµένα κυκλώµατα στην ίδια πλακέτα. Στην πρώτη περίπτωση το µέγεθός της είναι σταθερό, ενώ στη δεύτερη περίπτωση ο χρήστης µπορεί να αγοράσει και τοποθετήσει στον υπολογιστή του από καθόλου µέχρι µία µέγιστη χωρητικότητα, που εξαρτάται από το συγκεκριµένο υπολογιστή. Στην κρυφή µνήµη υπάρχουν αντίγραφα µέρους της πληροφορίας, που υπάρχει στην κύρια µνήµη. Όταν η ΚΜΕ χρειάζεται κάποια πληροφορία, εάν η πληροφορία βρίσκεται στην κρυφή µνήµη προσπελαύνεται πολύ γρήγορα, αποφεύγοντας τις καθυστερήσεις που θα συνεπάγονταν η προσπέλαση της κύριας µνήµης. Εάν η ζητούµενη πληροφορία δεν υπάρχει στην κρυφή µνήµη, προσπελαύνεται από την κύρια µνήµη, ενώ ένα τµήµα πληροφορίας που περιέχει και τη ζητούµενη πληροφορία, µεταφέρεται στην κρυφή µνήµη (βλέπε σχήµα 1.5). Το ποσοστό των προσπελάσεων, που ικανοποιούνται από την κρυφή µνήµη χωρίς να γίνεται προσπέλαση στην κύρια µνήµη, καλείται ρυθµός επιτυχίας (hit rate). Η τιµή του ρυθµού επιτυχίας εξαρτάται από τη χωρητικότητα της κρυφής µνήµης και τον τρόπο οργάνωσής της, αλλά και από το είδος του προγράµµατος που εκτελείται. Στο κεφάλαιο 4 θα ασχοληθούµε εκτεταµένα µε τη δοµή, οργάνωση και απόδοση της κρυφής µνήµης. Άλλοι υπολογιστές έχουν µία κρυφή µνήµη που χρησιµοποιείται για την αποθήκευση τόσο δεδοµένων όσο και εντολών (προγραµµάτων) και καλείται ενοποιηµένη (unified cache memory), ενώ άλλοι έχουν άλλη κρυφή µνήµη για την αποθήκευση δεδοµένων (data cache) και άλλη για αποθήκευση εντολών (instruction cache). Επίσης, πρέπει να αναφέρουµε ότι πολλοί υπολογιστές έχουν δύο επίπεδα κρυφής µνήµης. Το πρώτο επίπεδο, συνήθως, αποτελείται από δύο µικρές µνήµες, µία δεδοµένων και µία εντολών, που βρίσκεται στο ίδιο ολοκληρωµένο κύκλωµα µε την ΚΜΕ, ενώ το δεύτερο επίπεδο αποτελείται από µία ενοποιηµένη κρυφή µνήµη. Σε όλες τις ανωτέρω περιπτώσεις ότι αφορά την υλοποίηση της κρυφής µνή- µης γίνεται µε κυκλώµατα και η ύπαρξη ή απουσία της δεν γίνεται αντιληπτή ούτε από τα προγράµµατα εφαρµογών ούτε από το λειτουργικό ή τα άλλα προγράµµατα του συστήµατος. ƒàº ª ª π À Όπως έχουµε αναφέρει στην ενότητα 1.3.3, ο µέσος χρόνος προσπέλασης πληροφορίας που βρίσκεται σε κάποια µονάδα δίσκων, είναι πολύ µεγαλύ-

35 ª, ƒ ø π π Àƒ π À π ø 35 καταχωρητές της KME εντολή ή δεδοµένα κρυφή µνήµη µπλοκ κύρια µνήµη σελίδα µνήµη µαγνητικών δίσκων Ì 1.5 Μεταφορά πληροφορίας µεταξύ διαδοχικών επιπέδων µνήµης. τερος του χρόνου προσπέλασης της κύριας µνήµης (βλέπε σχήµα 1.4). Το πρόβληµα, που δηµιουργείται, είναι ότι συχνές προσπελάσεις του δίσκου αφήνουν τον επεξεργαστή ανενεργό και αυξάνουν το χρόνο αναµονής των αποτελεσµάτων. Σε υπολογιστές που χρησιµοποιούν την τεχνική του πολυπρογραµµατισµού (multiprogramming) υπάρχουν περισσότερα από ένα προ-

36 36 π ø ª, ƒ ø, π Àƒ π π π ø À π ø γράµµατα στην κύρια µνήµη του υπολογιστή και, όταν κατά την εκτέλεση κάποιου προγράµµατος απαιτείται προσπέλαση του δίσκου, η διαδικασία εισόδου/εξόδου υλοποιείται από το σύστηµα εισόδου/εξόδου και ο επεξεργαστής ασχολείται µε την εκτέλεση άλλου προγράµµατος. Εάν όµως όλα τα ενεργά προγράµµατα περιµένουν για την ολοκλήρωση διαδικασιών εισόδου/εξόδου, ο επεξεργαστής µένει πάλι ανενεργός. Ο µηχανισµός που έχει προταθεί για να λύσει το πρόβληµα, είναι η κρυφή µνήµη του δίσκου (disk cache). Το ερώτηµα που τίθεται άµεσα είναι πού θα τοποθετηθεί η κρυφή µνήµη. Η απάντηση στο ερώτηµα αυτό καθορίζει και τον τρόπο υλοποίησής της. Μία θέση είναι να τοποθετηθεί στη µονάδα του δίσκου. Όταν η µονάδα ελεγκτή δίσκου ελέγχει περισσότερους από έναν δίσκους, µία άλλη θέση είναι η κρυφή µνήµη να τοποθετηθεί στον ελεγκτή των µονάδων δίσκου. Και στις δύο περιπτώσεις υλοποιείται µε DRAM. Μία ακόµη δυνατότητα είναι ένα τµήµα της κύριας µνήµης να χρησιµοποιείται σαν κρυφή µνήµη του δίσκου. Σε αυτή την περίπτωση χρησιµοποιείται κυρίως ο όρος κρυφή µνήµη αρχείων (file cache). Είναι, επίσης, δυνατόν να χρησιµοποιείται σ έναν υπολογιστή τόσο κρυφή µνήµη στο δίσκο όσο και στην κύρια µνήµη. Σ έναν υπολογιστή που χρησιµοποιεί κρυφή µνήµη στη µονάδα δίσκου, ο χρήστης µπορεί να αντικαταστήσει τη µονάδα δίσκου µε άλλη µονάδα δίσκου που µπορεί να περιλαµβάνει κρυφή µνήµη διαφορετικού µεγέθους ή και οργάνωσης απ ότι η προηγούµενη µονάδα δίσκου ή να µην διαθέτει καθόλου κρυφή µνήµη. Όταν η κρυφή µνήµη υλοποιείται στην κύρια µνήµη, την ευθύνη της διαχείρισής της την έχει το λειτουργικό σύστηµα. Το λειτουργικό σύστηµα φροντίζει να υπάρχουν στην κρυφή µνήµη τα προγράµµατα, δεδοµένα και αρχεία που χρησιµοποιούνται πιο συχνά. Σε κάποια συστήµατα µπορεί ο χρήστης να δηλώσει το ποσοστό της κύριας µνήµης, που θα χρησιµοποιηθεί σαν κρυφή µνήµη. Για παράδειγµα, στους προσωπικούς υπολογιστές µέσα από το λειτουργικό σύστηµα WINDOWS 95 µπορεί να γίνει αυτή η δήλωση. Σε κάποια συστήµατα το µέγεθος της κρυφής µνήµης στην κύρια µνήµη είναι ένα σταθερό ποσοστό, συνήθως 8%~10% του συνολικού µεγέθους της κύριας µνήµης, ενώ σε κάποια άλλα αλλάζει δυναµικά. Για παράδειγµα, στα WINDOWS 95 µπορεί ο χρήστης να ορίσει ένα ελάχιστο και ένα µέγιστο µέγεθος κρυφής µνήµης και το πραγµατικό µέγεθος της κρυφής µνήµης αλλάζει δυναµικά µέσα σ αυτά τα όρια.

Περιεχόμενο: Δομή υπολογιστή Συστήματα αρίθμησης

Περιεχόμενο: Δομή υπολογιστή Συστήματα αρίθμησης Περιεχόμενο: Δομή υπολογιστή Συστήματα αρίθμησης ΟΜΗ ΤΟΥ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗ Ένας υπολογιστής αποτελείται από την Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (ΚΜΕ), τη µνήµη, τις µονάδες εισόδου/εξόδου και το σύστηµα διασύνδεσης

Διαβάστε περισσότερα

ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Ι. Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή στην Δομή, Οργάνωση, Λειτουργία και Αξιολόγηση Υπολογιστών

ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Ι. Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή στην Δομή, Οργάνωση, Λειτουργία και Αξιολόγηση Υπολογιστών ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Ι Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή στην Δομή, Οργάνωση, Λειτουργία και Αξιολόγηση Υπολογιστών Υπολογιστής: Σύστημα επεξεργασίας πληροφοριών προγράμματα και δεδομένα Υπολογιστής αποτελέσματα

Διαβάστε περισσότερα

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. 1.1. Υλικό και Λογισμικό.. 1 1.2 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών.. 3 1.3 Δομή, Οργάνωση και Λειτουργία Υπολογιστών 6

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. 1.1. Υλικό και Λογισμικό.. 1 1.2 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών.. 3 1.3 Δομή, Οργάνωση και Λειτουργία Υπολογιστών 6 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1. Εισαγωγή στην Δομή, Οργάνωση, Λειτουργία και Αξιολόγηση Υπολογιστών 1.1. Υλικό και Λογισμικό.. 1 1.2 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών.. 3 1.3 Δομή, Οργάνωση και Λειτουργία Υπολογιστών 6 1.3.1 Δομή

Διαβάστε περισσότερα

ΣΥΣΚΕΥΕΣ ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗΣ (ΜΝΗΜΗ)

ΣΥΣΚΕΥΕΣ ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗΣ (ΜΝΗΜΗ) ΣΥΣΚΕΥΕΣ ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗΣ (ΜΝΗΜΗ) Συσκευές αποθήκευσης Ένας υπολογιστής προκειµένου να αποθηκεύσει δεδοµένα χρησιµοποιεί δύο τρόπους αποθήκευσης: Την Κύρια Μνήµη Τις συσκευές µόνιµης αποθήκευσης (δευτερεύουσα

Διαβάστε περισσότερα

EÈÛ ÁˆÁ ÛÙËÓ ÏËÚÔÊÔÚÈÎ

EÈÛ ÁˆÁ ÛÙËÓ ÏËÚÔÊÔÚÈÎ E π A π π ª π EÈÛ ÁˆÁ ÛÙËÓ ÏËÚÔÊÔÚÈÎ TfiÌÔ A' HÏ appleèù ÎË EÈÛ ÁˆÁ ÛÙËÓ EappleÈÛÙ ÌË ÙˆÓ YappleÔÏÔÁÈÛÙÒÓ ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Σχολή Θετικών Επιστηµών και Τεχνολογίας Πρόγραµµα Σπουδών ΠΛHPOΦOPIKH

Διαβάστε περισσότερα

E π A π π ª π AÚ TÂ ÓÔÏÔÁ ÔÁÈÛÌÈÎÔ. TfiÌÔ B' ÂÈÙÔ ÚÁÈÎ ÛÙ Ì Ù I

E π A π π ª π AÚ TÂ ÓÔÏÔÁ ÔÁÈÛÌÈÎÔ. TfiÌÔ B' ÂÈÙÔ ÚÁÈÎ ÛÙ Ì Ù I E π A π π ª π AÚ TÂ ÓÔÏÔÁ ÔÁÈÛÌÈÎÔ TfiÌÔ B' ÏÔ apple Ú ÎË ÂÈÙÔ ÚÁÈÎ ÛÙ Ì Ù I ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Σχολή Θετικών Επιστηµών και Τεχνολογίας Πρόγραµµα Σπουδών ΠΛHPOΦOPIKH Θεµατική Ενότητα APXEΣ TEXNOΛOΓIAΣ

Διαβάστε περισσότερα

Ενότητα 4. Εισαγωγή στην Πληροφορική. Αναπαράσταση δεδοµένων. Αναπαράσταση πληροφορίας. υαδικοί αριθµοί. Χειµερινό Εξάµηνο 2006-07

Ενότητα 4. Εισαγωγή στην Πληροφορική. Αναπαράσταση δεδοµένων. Αναπαράσταση πληροφορίας. υαδικοί αριθµοί. Χειµερινό Εξάµηνο 2006-07 Ενότητα 4 Εισαγωγή στην Πληροφορική Κεφάλαιο 4Α: Αναπαράσταση πληροφορίας Κεφάλαιο 4Β: Επεξεργαστές που χρησιµοποιούνται σε PCs Χειµερινό Εξάµηνο 2006-07 ρ. Παναγιώτης Χατζηδούκας (Π..407/80) Εισαγωγή

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών II 16-2-2012. Ενδεικτικές απαντήσεις στα θέματα των εξετάσεων

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών II 16-2-2012. Ενδεικτικές απαντήσεις στα θέματα των εξετάσεων Αρχιτεκτονική Υπολογιστών II 6 --0 Ενδεικτικές απαντήσεις στα θέματα των εξετάσεων Θέμα. Τι γνωρίζετε για την τοπικότητα των αναφορών και ποιών μονάδων του υπολογιστή ή τεχνικών η απόδοση εξαρτάται από

Διαβάστε περισσότερα

Τμήμα Λογιστικής. Εισαγωγή στους Ηλεκτρονικούς Υπολογιστές. Μάθημα 8. 1 Στέργιος Παλαμάς

Τμήμα Λογιστικής. Εισαγωγή στους Ηλεκτρονικούς Υπολογιστές. Μάθημα 8. 1 Στέργιος Παλαμάς ΤΕΙ Ηπείρου Παράρτημα Πρέβεζας Τμήμα Λογιστικής Εισαγωγή στους Ηλεκτρονικούς Υπολογιστές Μάθημα 8 Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας και Μνήμη 1 Αρχιτεκτονική του Ηλεκτρονικού Υπολογιστή Μονάδες Εισόδου Κεντρική

Διαβάστε περισσότερα

Εφαρµογές Πληροφορικής Υπολογιστών. Κεφάλαιο 3 Το υλικό του υπολογιστή

Εφαρµογές Πληροφορικής Υπολογιστών. Κεφάλαιο 3 Το υλικό του υπολογιστή Κεφάλαιο 3 Το υλικό του υπολογιστή Εισαγωγή Τµήµατα του Η/Υ καιοργάνωση Μονάδα Κεντρικής Μνήµης Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (CPU) Μονάδα Εισόδου Εξόδου ίαυλοι Επικοινωνίας Εναλλακτικές αρχιτεκτονικές

Διαβάστε περισσότερα

ΕΙΔΙΚΟΤΗΤΑ: ΤΕΧΝΙΚΟΣ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΜΑΘΗΜΑ: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ

ΕΙΔΙΚΟΤΗΤΑ: ΤΕΧΝΙΚΟΣ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΜΑΘΗΜΑ: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ ΕΙΔΙΚΟΤΗΤΑ: ΤΕΧΝΙΚΟΣ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΜΑΘΗΜΑ: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ (Τμήματα Υπολογιστή) ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΗΣ:ΠΟΖΟΥΚΙΔΗΣ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ ΤΜΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟΥ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗ Κάθε ηλεκτρονικός υπολογιστής αποτελείται

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στην Πληροφορική

Εισαγωγή στην Πληροφορική Εισαγωγή στην Πληροφορική Χειµερινό Εξάµηνο 2006-07 ρ. Παναγιώτης Χατζηδούκας (Π..407/80) Εισαγωγή στην Πληροφορική 1 Γενικές πληροφορίες Εισαγωγή στην Πληροφορική ιδασκαλία: Παναγιώτης Χατζηδούκας Email:

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στην Πληροφορική

Εισαγωγή στην Πληροφορική Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ιονίων Νήσων Εισαγωγή στην Πληροφορική Ενότητα 4: Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ι Το περιεχόμενο του μαθήματος διατίθεται με άδεια Creative Commons εκτός και αν αναφέρεται

Διαβάστε περισσότερα

Δομή Ηλεκτρονικού υπολογιστή

Δομή Ηλεκτρονικού υπολογιστή Δομή Ηλεκτρονικού υπολογιστή Η κλασσική δομή του μοντέλου που πρότεινε το 1948 ο Von Neumann Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας Είσοδος Αποθήκη Αποθήκη - Έξοδος Εντολών Δεδομένων Κλασσικό μοντέλο Von Neumann

Διαβάστε περισσότερα

Επαρκή χωρητικότητα αποθήκευσης Αποδεκτό επίπεδο μέσης απόδοσης Χαμηλό μέσο κόστος ανά δυαδικό δ ψηφίο

Επαρκή χωρητικότητα αποθήκευσης Αποδεκτό επίπεδο μέσης απόδοσης Χαμηλό μέσο κόστος ανά δυαδικό δ ψηφίο ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Ι Κεφάλαιο 51&52 5.1 5.2 Σύστημα μνήμης Αρχιτεκτονική Υπολογιστών,, Δημήτριος B. Νικολός, 2η η Έκδοση, Έκδοση Δ. Β. Νικολού,, 2012 Κύριος Σκοπός κατά τη Σχεδίαση του Συστήματος

Διαβάστε περισσότερα

i Στα σύγχρονα συστήματα η κύρια μνήμη δεν συνδέεται απευθείας με τον επεξεργαστή

i Στα σύγχρονα συστήματα η κύρια μνήμη δεν συνδέεται απευθείας με τον επεξεργαστή Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2015-16 Τεχνολογίες Κύριας (και η ανάγκη για χρήση ιεραρχιών μνήμης) http://di.ionio.gr/~mistral/tp/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης i Στα σύγχρονα

Διαβάστε περισσότερα

ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ HARDWARE ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ HARDWARE ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΨΗΦΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7ο ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ HARDWARE ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Γενικό διάγραμμα υπολογιστικού συστήματος Γενικό διάγραμμα υπολογιστικού συστήματος - Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας ονομάζουμε

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στην επιστήμη των υπολογιστών. Υλικό Υπολογιστών Κεφάλαιο 5ο Οργάνωση υπολογιστών

Εισαγωγή στην επιστήμη των υπολογιστών. Υλικό Υπολογιστών Κεφάλαιο 5ο Οργάνωση υπολογιστών Εισαγωγή στην επιστήμη των υπολογιστών Υλικό Υπολογιστών Κεφάλαιο 5ο Οργάνωση υπολογιστών 1 Οργάνωση υπολογιστών ΚΜΕ Κύρια Μνήμη Υποσύστημα εισόδου/εξόδου 2 Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (ΚΜΕ) R1 R2 ΑΛΜ

Διαβάστε περισσότερα

EÈÛ ÁˆÁ ÛÙËÓ ÏËÚÔÊÔÚÈÎ

EÈÛ ÁˆÁ ÛÙËÓ ÏËÚÔÊÔÚÈÎ E π A π π ª π EÈÛ ÁˆÁ ÛÙËÓ ÏËÚÔÊÔÚÈÎ TfiÌÔ ' KÏ ÓıË Ú ÌappleÔ Ï Ë ÏÒÛÛ ÚÔÁÚ ÌÌ ÙÈÛÌÔ ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Σχολή Θετικών Επιστηµών και Τεχνολογίας Πρόγραµµα Σπουδών ΠΛHPOΦOPIKH Θεµατική Ενότητα

Διαβάστε περισσότερα

Σελίδα 1 από 11. Απαντήσεις στο φυλλάδιο 57 Ερώτηση: 1 η : Οι ακροδέκτες αυτοί χρησιµοποιούνται για:

Σελίδα 1 από 11. Απαντήσεις στο φυλλάδιο 57 Ερώτηση: 1 η : Οι ακροδέκτες αυτοί χρησιµοποιούνται για: Σελίδα 1 από 11 Απαντήσεις στο φυλλάδιο 57 Ερώτηση: 1 η : Οι ακροδέκτες αυτοί χρησιµοποιούνται για: την επικοινωνία, µε τα υπόλοιπα ολοκληρωµένα κυκλώµατα του υπολογιστικού συστήµατος. την παροχή τροφοδοσίας

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 3 Αρχιτεκτονική Ηλεκτρονικού Τμήματος (hardware) των Υπολογιστικών Συστημάτων ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ

Κεφάλαιο 3 Αρχιτεκτονική Ηλεκτρονικού Τμήματος (hardware) των Υπολογιστικών Συστημάτων ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ Κεφάλαιο 3 Αρχιτεκτονική Ηλεκτρονικού Τμήματος (hardware) των Υπολογιστικών Συστημάτων ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ 1. Τι εννοούμε με τον όρο υπολογιστικό σύστημα και τι με τον όρο μικροϋπολογιστικό σύστημα; Υπολογιστικό

Διαβάστε περισσότερα

Τεχνολογία μνημών Ημιαγωγικές μνήμες Μνήμες που προσπελαύνονται με διευθύνσεις:

Τεχνολογία μνημών Ημιαγωγικές μνήμες Μνήμες που προσπελαύνονται με διευθύνσεις: Σύστημα μνήμης Ο κύριος σκοπός στο σχεδιασμό ενός συστήματος μνήμης είναι να προσφέρουμε επαρκή χωρητικότητα αποθήκευσης διατηρώντας ένα αποδεκτό επίπεδο μέσης απόδοσης και επίσης χαμηλό μέσο κόστος ανά

Διαβάστε περισσότερα

Τεχνολογίες Κύριας Μνήμης

Τεχνολογίες Κύριας Μνήμης Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2016-17 Τεχνολογίες Κύριας (και η ανάγκη για χρήση ιεραρχιών μνήμης) http://mixstef.github.io/courses/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης Κύρια Μνήμη

Διαβάστε περισσότερα

E π A π π ª π AÚ TÂ ÓÔÏÔÁ ÔÁÈÛÌÈÎÔ. TfiÌÔ ' MÈ Ï ÓÔ ËÌ. XÚÈÛÙÔ Ô Ï ÎË B ÛÂÈ Â ÔÌ ÓˆÓ

E π A π π ª π AÚ TÂ ÓÔÏÔÁ ÔÁÈÛÌÈÎÔ. TfiÌÔ ' MÈ Ï ÓÔ ËÌ. XÚÈÛÙÔ Ô Ï ÎË B ÛÂÈ Â ÔÌ ÓˆÓ E π A π π ª π AÚ TÂ ÓÔÏÔÁ ÔÁÈÛÌÈÎÔ TfiÌÔ ' MÈ Ï ÓÔ ËÌ. XÚÈÛÙÔ Ô Ï ÎË B ÛÂÈ Â ÔÌ ÓˆÓ ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Σχολή Θετικών Επιστηµών και Τεχνολογίας Πρόγραµµα Σπουδών ΠΛHPOΦOPIKH Θεµατική Ενότητα

Διαβάστε περισσότερα

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2012

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2012 ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2012 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ (Ι) ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΣΧΟΛΩΝ ΘΕΩΡΗΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Μάθημα : Μικροϋπολογιστές

Διαβάστε περισσότερα

Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας Τµήµα Πληροφορικής Ενότητα 8η: Συσκευές Ε/Ε - Αρτηρίες Άσκηση 1: Υπολογίστε το µέσο χρόνο ανάγνωσης ενός τµήµατος των 512 bytes σε µια µονάδα σκληρού δίσκου µε ταχύτητα περιστροφής

Διαβάστε περισσότερα

Το υλικό του υπολογιστή

Το υλικό του υπολογιστή Το υλικό του υπολογιστή Ερωτήσεις 1. Τι αντιλαμβάνεστε με τον όρο υλικό; Το υλικό(hardware) αποτελείται από το σύνολο των ηλεκτρονικών τμημάτων που συνθέτουν το υπολογιστικό σύστημα, δηλαδή από τα ηλεκτρονικά

Διαβάστε περισσότερα

Κύρια μνήμη. Μοντέλο λειτουργίας μνήμης. Ένα τυπικό υπολογιστικό σύστημα σήμερα. Οργάνωση Υπολογιστών (ΙI)

Κύρια μνήμη. Μοντέλο λειτουργίας μνήμης. Ένα τυπικό υπολογιστικό σύστημα σήμερα. Οργάνωση Υπολογιστών (ΙI) Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών 015-16 Οργάνωση Υπολογιστών (ΙI) (κύρια και ) http://di.ionio.gr/~mistral/tp/csintro/ Μ.Στεφανιδάκης Ένα τυπικό υπολογιστικό

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στους Η/Υ. Γιώργος Δημητρίου. Μάθημα 1 ο

Εισαγωγή στους Η/Υ. Γιώργος Δημητρίου. Μάθημα 1 ο Γιώργος Δημητρίου Μάθημα 1 ο Δομή ενός Προσωπικού Υπολογιστή Eπεξεργαστής ΚΜΕ Κρυφή Μνήμη ΜΔΜ Μονάδα Διασύνδεσης Αρτηρίας Κύρια Μνήμη Βοηθητική Μνήμη Οθόνη Πληκτρολόγιο Προσαρμογέας Δικτύου Ελεγκτής Ελεγκτής

Διαβάστε περισσότερα

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ, ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΕΠΛ 001: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΕΠΛ 003: ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ, ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΕΠΛ 001: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΕΠΛ 003: ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ, ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΕΠΛ 001: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ & ΕΠΛ 003: ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Ακαδηµαϊκό Έτος 2003-2004, Εαρινό Εξάµηνο ιδάσκων

Διαβάστε περισσότερα

Εικονική Μνήμη (Virtual Μemory)

Εικονική Μνήμη (Virtual Μemory) ΗΥ 431 Αρχιτεκτονική Παραλλήλων Συστημάτων Διάλεξη 16 Εικονική Μνήμη (Virtual Μemory) Νίκος Μπέλλας Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Η/Υ Απλό πείραμα int *data = malloc((1

Διαβάστε περισσότερα

- Εισαγωγή - Επίπεδα μνήμης - Ολοκληρωμένα κυκλώματα μνήμης - Συσκευασίες μνήμης προσωπικών υπολογιστών

- Εισαγωγή - Επίπεδα μνήμης - Ολοκληρωμένα κυκλώματα μνήμης - Συσκευασίες μνήμης προσωπικών υπολογιστών Μάθημα 4.5 Η Μνήμη - Εισαγωγή - Επίπεδα μνήμης - Ολοκληρωμένα κυκλώματα μνήμης - Συσκευασίες μνήμης προσωπικών υπολογιστών Όταν ολοκληρώσεις το μάθημα αυτό θα μπορείς: Να αναφέρεις τα κυριότερα είδη μνήμης

Διαβάστε περισσότερα

Σελίδα 1 από 12. Απαντήσεις στο φυλλάδιο 55. Ερώτηση 1 η : Ένα υπολογιστικό σύστηµα αποτελείται από:

Σελίδα 1 από 12. Απαντήσεις στο φυλλάδιο 55. Ερώτηση 1 η : Ένα υπολογιστικό σύστηµα αποτελείται από: Σελίδα 1 από 12 Απαντήσεις στο φυλλάδιο 55 Ερώτηση 1 η : Ένα υπολογιστικό σύστηµα αποτελείται από: (α) Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας. (β) Κύρια Μνήµη. (γ) Μονάδες εισόδου. (δ) Μονάδες εξόδου. (ε) Βοηθητική

Διαβάστε περισσότερα

E π A π π ª π. È ÎÚÈÙ M ıëì ÙÈÎ. Î È M ıëì ÙÈÎ ÔÁÈÎ. TfiÌÔ A' È ÎÚÈÙ M ıëì ÙÈÎ ÂÒÚÁÈÔ BÔ ÚÔ

E π A π π ª π. È ÎÚÈÙ M ıëì ÙÈÎ. Î È M ıëì ÙÈÎ ÔÁÈÎ. TfiÌÔ A' È ÎÚÈÙ M ıëì ÙÈÎ ÂÒÚÁÈÔ BÔ ÚÔ E π A π π ª π È ÎÚÈÙ M ıëì ÙÈÎ Î È M ıëì ÙÈÎ ÔÁÈÎ TfiÌÔ A' ÂÒÚÁÈÔ BÔ ÚÔ È ÎÚÈÙ M ıëì ÙÈÎ ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Σχολή Θετικών Επιστηµών και Τεχνολογίας Πρόγραµµα Σπουδών ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ Θεµατική Eνότητα

Διαβάστε περισσότερα

ΗΜΥ 100 Εισαγωγή στην Τεχνολογία ιάλεξη 5

ΗΜΥ 100 Εισαγωγή στην Τεχνολογία ιάλεξη 5 ΗΜΥ 100 Εισαγωγή στην Τεχνολογία ιάλεξη 5 22 Σεπτεµβρίου, 2006 Γεώργιος Έλληνας Επίκουρος Καθηγητής ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ ΤΑ ΘΕΜΑΤΑ

Διαβάστε περισσότερα

Εργαστήριο ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΜΝΗΜΗΣ

Εργαστήριο ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΜΝΗΜΗΣ Εισαγωγή Εργαστήριο ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΜΝΗΜΗΣ Σκοπός του εργαστηρίου είναι να κατανοήσουµε τους τρόπους προσπέλασης της µνήµης (µέθοδοι διευθυνσιοδότησης) σε ένα υπολογιστικό σύστηµα. Η Μνήµη 1 Ψηφιακή Λογική 4

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 5. Στόχοι Κεφαλάιου. Η αρχιτεκτονική von Neumann. Nell Dale John Lewis. Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (ΚΜΕ/CPU)

Κεφάλαιο 5. Στόχοι Κεφαλάιου. Η αρχιτεκτονική von Neumann. Nell Dale John Lewis. Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (ΚΜΕ/CPU) Στόχοι Κεφαλάιου Κεφάλαιο 5 οµή Η/Υ Nell Dale John Lewis Περιγραφή των συστατικών και της λειτουργίας τους µιας µηχανής von Neumann Περιγραφή τού κύκλου "φέρε-αποκωδικοποίησεεκτέλεσε" µιας µηχανής von

Διαβάστε περισσότερα

Οργάνωση Υπολογιστών (IΙI)

Οργάνωση Υπολογιστών (IΙI) Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών 2016-17 Οργάνωση Υπολογιστών (IΙI) (συσκευές εισόδου-εξόδου) http://mixstef.github.io/courses/csintro/ Μ.Στεφανιδάκης Ένα τυπικό

Διαβάστε περισσότερα

Ιεραρχία Μνήμης. Ιεραρχία μνήμης και τοπικότητα. Σκοπός της Ιεραρχίας Μνήμης. Κρυφές Μνήμες

Ιεραρχία Μνήμης. Ιεραρχία μνήμης και τοπικότητα. Σκοπός της Ιεραρχίας Μνήμης. Κρυφές Μνήμες Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2016-17 Κρυφές Μνήμες (οργάνωση, λειτουργία και απόδοση) http://mixstef.github.io/courses/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης Για βελτίωση της απόδοσης

Διαβάστε περισσότερα

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ. Α Γενικού Λυκείου (Μάθημα Επιλογής)

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ. Α Γενικού Λυκείου (Μάθημα Επιλογής) ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ Α Γενικού Λυκείου (Μάθημα Επιλογής) Σύγχρονα Υπολογιστικά Συστήματα τους υπερυπολογιστές (supercomputers) που χρησιμοποιούν ερευνητικά εργαστήρια τα μεγάλα συστήματα (mainframes)

Διαβάστε περισσότερα

Εργαστήριο 3 ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΤΗΣ ΚΜΕ. Εισαγωγή

Εργαστήριο 3 ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΤΗΣ ΚΜΕ. Εισαγωγή Εισαγωγή Εργαστήριο 3 ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΤΗΣ ΚΜΕ Σκοπός του εργαστηρίου είναι να γνωρίσουµε την εσωτερική δοµή και αρχιτεκτονική της κεντρικής µονάδας επεξεργασίας, να κατανοήσουµε τον τρόπο µε τον οποίο λειτουργεί

Διαβάστε περισσότερα

Το ολοκληρωμένο κύκλωμα μιας ΚΜΕ. «Φέτα» ημιαγωγών (wafer) από τη διαδικασία παραγωγής ΚΜΕ

Το ολοκληρωμένο κύκλωμα μιας ΚΜΕ. «Φέτα» ημιαγωγών (wafer) από τη διαδικασία παραγωγής ΚΜΕ Το ολοκληρωμένο κύκλωμα μιας ΚΜΕ Η Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (Central Processing Unit -CPU) ή απλούστερα επεξεργαστής αποτελεί το μέρος του υλικού που εκτελεί τις εντολές ενός προγράμματος υπολογιστή

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στην επιστήµη των υπολογιστών. Υλικό Υπολογιστών Κεφάλαιο 5ο Οργάνωση υπολογιστών

Εισαγωγή στην επιστήµη των υπολογιστών. Υλικό Υπολογιστών Κεφάλαιο 5ο Οργάνωση υπολογιστών Εισαγωγή στην επιστήµη των υπολογιστών Υλικό Υπολογιστών Κεφάλαιο 5ο Οργάνωση υπολογιστών Εισαγωγή Θα δούµε την οργάνωση ενός υπολογιστή Στον επόµενο µάθηµα θα δούµε πως συνδέονται πολλοί Η/Υ για να σχηµατίσουν

Διαβάστε περισσότερα

ΘΕΜΑ 2. (2,5 µονάδες) Θεωρήστε τρεις κρυφές µνήµες των 512 πλαισίων µε 8 λέξεις ανά πλαίσιο και οργανώσεις αντίστοιχα:

ΘΕΜΑ 2. (2,5 µονάδες) Θεωρήστε τρεις κρυφές µνήµες των 512 πλαισίων µε 8 λέξεις ανά πλαίσιο και οργανώσεις αντίστοιχα: ΑΡΧΙΤΕΤΟΝΙΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ 2 Σεπτεµβρίου 2006 ΘΕΜΑ 1. (2 µονάδες) Θεωρούµε δύο υπολογιστές Υ1 και Υ2 που έχουν υλοποιηθεί µε τους επεξεργαστές Ε 1 και Ε 2 αντίστοιχα που έχουν την ίδια αρχιτεκτονική σε επίπεδο

Διαβάστε περισσότερα

Στοιχεία αρχιτεκτονικής μικροεπεξεργαστή

Στοιχεία αρχιτεκτονικής μικροεπεξεργαστή Στοιχεία αρχιτεκτονικής μικροεπεξεργαστή Αριθμός bit δίαυλου δεδομένων (Data Bus) Αριθμός bit δίαυλου διευθύνσεων (Address Bus) Μέγιστη συχνότητα λειτουργίας (Clock Frequency) Τύποι εντολών Αριθμητική

Διαβάστε περισσότερα

ΕΠΛ 001: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ

ΕΠΛ 001: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΕΠΛ 001: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ Δρ. Χριστόφορος Χριστοφόρου Πανεπιστήμιο Κύπρου - Τμήμα Πληροφορικής Υλικό (Hardware)/Δομή του υπολογιστή Υπολογιστικά συστήματα: Στρώματα 1 Επικοινωνία

Διαβάστε περισσότερα

Υπάρχουν δύο τύποι μνήμης, η μνήμη τυχαίας προσπέλασης (Random Access Memory RAM) και η μνήμη ανάγνωσης-μόνο (Read-Only Memory ROM).

Υπάρχουν δύο τύποι μνήμης, η μνήμη τυχαίας προσπέλασης (Random Access Memory RAM) και η μνήμη ανάγνωσης-μόνο (Read-Only Memory ROM). Μνήμες Ένα από τα βασικά πλεονεκτήματα των ψηφιακών συστημάτων σε σχέση με τα αναλογικά, είναι η ευκολία αποθήκευσης μεγάλων ποσοτήτων πληροφοριών, είτε προσωρινά είτε μόνιμα Οι πληροφορίες αποθηκεύονται

Διαβάστε περισσότερα

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ. Σχολή Θετικών Επιστηµών και Τεχνολογίας. Πρόγραµµα Σπουδών ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ. Θεµατική Eνότητα BΑΣΙΚΑ ΖΗΤΗΜΑΤΑ ΙΚΤΥΩΝ Η/Υ

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ. Σχολή Θετικών Επιστηµών και Τεχνολογίας. Πρόγραµµα Σπουδών ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ. Θεµατική Eνότητα BΑΣΙΚΑ ΖΗΤΗΜΑΤΑ ΙΚΤΥΩΝ Η/Υ ίκτυα Yπολογιστών I Σηµείωση Το ΕΑΠ είναι υπεύθυνο για την επιµέλεια έκδοσης και την ανάπτυξη των κειµένων σύµφωνα µε τη Μεθοδολογία της εξ Αποστάσεως Εκπαίδευσης. Για την επιστηµονική αρτιότητα και πληρότητα

Διαβάστε περισσότερα

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2013

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2013 ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2013 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ (Ι) ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΣΧΟΛΩΝ ΘΕΩΡΗΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Μάθημα : Μικροϋπολογιστές

Διαβάστε περισσότερα

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΕΡΩΤΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΕΡΩΤΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ Κεφάλαιο 1: Υλικό Υπολογιστών (Hardware) 1.1: Το υπολογιστικό σύστημα ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ 1. Τι αντιλαμβάνεστε με τον όρο υλικό (hardware); [σελ. 8] Τα φυσικά μέρη που μπορούμε να δούμε και να αγγίξουμε

Διαβάστε περισσότερα

Τμήμα Χρηματοοικονομικής & Ελεγκτικής ΤΕΙ Ηπείρου Παράρτημα Πρέβεζας. Πληροφορική Ι. Μάθημα 5 ο Οργάνωση Υπολογιστών. Δρ.

Τμήμα Χρηματοοικονομικής & Ελεγκτικής ΤΕΙ Ηπείρου Παράρτημα Πρέβεζας. Πληροφορική Ι. Μάθημα 5 ο Οργάνωση Υπολογιστών. Δρ. Τμήμα Χρηματοοικονομικής & Ελεγκτικής ΤΕΙ Ηπείρου Παράρτημα Πρέβεζας Πληροφορική Ι Μάθημα 5 ο Οργάνωση Υπολογιστών Δρ. Γκόγκος Χρήστος Υποσυστήματα αυτόνομου υπολογιστή Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (CPU)

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 4 ο. Ο Προσωπικός Υπολογιστής

Κεφάλαιο 4 ο. Ο Προσωπικός Υπολογιστής Κεφάλαιο 4 ο Ο Προσωπικός Υπολογιστής Μάθημα 4.3 Ο Επεξεργαστής - Εισαγωγή - Συχνότητα λειτουργίας - Εύρος διαδρόμου δεδομένων - Εύρος διαδρόμου διευθύνσεων - Εύρος καταχωρητών Όταν ολοκληρώσεις το μάθημα

Διαβάστε περισσότερα

Tεχνολογία Λογισµικού II

Tεχνολογία Λογισµικού II Tεχνολογία Λογισµικού II ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Σχολή Θετικών Επιστηµών και Τεχνολογίας Πρόγραµµα Σπουδών ΠΛHPOΦOPIKH Θεµατική Ενότητα ΣΧΕ ΙΑΣΜΟΣ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ Τόµος B' Tεχνολογία Λογισµικού II BAΣIΛEIOΣ

Διαβάστε περισσότερα

ÚÔÛÙ Û Î È AÛÊ ÏÂÈ ÛÙËÌ ÙˆÓ YappleÔÏÔÁÈÛÙÒÓ

ÚÔÛÙ Û Î È AÛÊ ÏÂÈ ÛÙËÌ ÙˆÓ YappleÔÏÔÁÈÛÙÒÓ E π A π π ª π ÚÔÛÙ Û Î È AÛÊ ÏÂÈ ÛÙËÌ ÙˆÓ YappleÔÏÔÁÈÛÙÒÓ TfiÌÔ A' ˆÎÚ ÙË K ÙÛÈÎ AÛÊ ÏÂÈ YappleÔÏÔÁÈÛÙÒÓ ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Σχολή Θετικών Επιστηµών και Τεχνολογίας Πρόγραµµα Σπουδών ΠΛHPOΦOPIKH

Διαβάστε περισσότερα

Ενσωµατωµένα Υπολογιστικά Συστήµατα (Embedded Computer Systems)

Ενσωµατωµένα Υπολογιστικά Συστήµατα (Embedded Computer Systems) Ενσωµατωµένα Υπολογιστικά Συστήµατα (Embedded Computer Systems) Μαθηµα 2 ηµήτρης Λιούπης 1 Intel SA-1110 µc StrongARM core. System-on-Chip. Εξέλιξη των SA-110 και SA-1100. 2 ARM cores ARM: IP (intellectual

Διαβάστε περισσότερα

Τι είναι ένα λειτουργικό σύστημα (ΛΣ); Μια άλλη απεικόνιση. Το Λειτουργικό Σύστημα ως μέρος του υπολογιστή

Τι είναι ένα λειτουργικό σύστημα (ΛΣ); Μια άλλη απεικόνιση. Το Λειτουργικό Σύστημα ως μέρος του υπολογιστή Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών 2014-15 Λειτουργικά Συστήματα (διαχείριση επεξεργαστή, και Ε/Ε) http://di.ionio.gr/~mistral/tp/csintro/ Μ.Στεφανιδάκης Τι είναι

Διαβάστε περισσότερα

Λειτουργικά Συστήματα (διαχείριση επεξεργαστή, μνήμης και Ε/Ε)

Λειτουργικά Συστήματα (διαχείριση επεξεργαστή, μνήμης και Ε/Ε) Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών 2015-16 Λειτουργικά Συστήματα (διαχείριση επεξεργαστή, και Ε/Ε) http://di.ionio.gr/~mistral/tp/csintro/ Μ.Στεφανιδάκης Τι είναι

Διαβάστε περισσότερα

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ ΤΕΙ ΙΟΝΙΩΝ ΝΗΣΩΝ ΤΜΗΜΑ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΣΤΗ ΔΙΟΙΚΗΣΗ ΚΑΙ ΣΤΗΝ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑ 4 Ο ΜΑΘΗΜΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ ΑΠΟΣΤΟΛΙΑ ΠΑΓΓΕ Μνήμη Υπολογιστών 2 Η αποθήκευση των πληροφοριών σε ένα υπολογιστή γίνεται

Διαβάστε περισσότερα

Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Εικονική Μνήμη. (και ο ρόλος της στην ιεραρχία μνήμης)

Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Εικονική Μνήμη. (και ο ρόλος της στην ιεραρχία μνήμης) Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2011-12 Εικονική (και ο ρόλος της στην ιεραρχία μνήμης) http://di.ionio.gr/~mistral/tp/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης Ιεραρχία η νέα τάση: [2011]

Διαβάστε περισσότερα

ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ. Κεφάλαιο 3

ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ. Κεφάλαιο 3 ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Κεφάλαιο 3 Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας Μονάδα επεξεργασίας δεδομένων Μονάδα ελέγχου Μονάδα επεξεργασίας δεδομένων Δομή Αριθμητικής Λογικής Μονάδας

Διαβάστε περισσότερα

Βασικές συσκευές Ε/Ε. Είσοδος Έξοδος στον υπολογιστή. Ένα τυπικό υπολογιστικό σύστημα σήμερα. Οργάνωση Υπολογιστών (IΙI) Μ.

Βασικές συσκευές Ε/Ε. Είσοδος Έξοδος στον υπολογιστή. Ένα τυπικό υπολογιστικό σύστημα σήμερα. Οργάνωση Υπολογιστών (IΙI) Μ. Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών 2016-17 Οργάνωση Υπολογιστών (IΙI) (συσκευές εισόδου-εξόδου) http://mixstef.github.io/courses/csintro/ Μ.Στεφανιδάκης Ένα τυπικό

Διαβάστε περισσότερα

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2014

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2014 ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 201 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ (Ι) ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΣΧΟΛΩΝ ΘΕΩΡΗΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Μάθημα : Μικροϋπολογιστές

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Eckert-von Neumann. Πως λειτουργεί η ΚΜΕ; Κεντρική μονάδα επεξεργασίας [3] ΕΠΛ 031: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΝ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟ

Αρχιτεκτονική Eckert-von Neumann. Πως λειτουργεί η ΚΜΕ; Κεντρική μονάδα επεξεργασίας [3] ΕΠΛ 031: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΝ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟ Αρχιτεκτονική Eckert-von Neumann εισόδου μεταφορά δεδομένων από έξω προς τον Η/Υ εξόδου μεταφορά δεδομένων από τον Η/Υ προς τα έξω ΕΠΛ 031: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΝ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟ Κύκλος Μηχανής κεντρικός έλεγχος/πράξεις

Διαβάστε περισσότερα

ΓΕΩΠΟΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΑΠΘ Εργαστήριο Πληροφορικής στη Γεωργία

ΓΕΩΠΟΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΑΠΘ Εργαστήριο Πληροφορικής στη Γεωργία ΓΕΩΠΟΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΑΠΘ Εργαστήριο Πληροφορικής στη Γεωργία Το 1944 με την κατασκευή του υπολογιστή Mark I από τον Howard Aiken και την εταιρεία κατασκευής ηλεκτρονικών υπολογιστών IBM και από το 1950 μπήκανε

Διαβάστε περισσότερα

Στοιχεία από την αρχιτεκτονική των μικροϋπολογιστών

Στοιχεία από την αρχιτεκτονική των μικροϋπολογιστών Στοιχεία από την αρχιτεκτονική των μικροϋπολογιστών Η επεξεργασία των δεδομένων ακολουθεί μια στερεότυπη διαδρομή: τα δεδομένα εισάγονται στο υπολογιστικό σύστημα, υφίστανται μια ορισμένη επεξεργασία και

Διαβάστε περισσότερα

E π A π π ª π. Â È ÛÌfi ÔÁÈÛÌÈÎÔ. TfiÌÔ ' ÏÒÛÛÂ ÚÔÁÚ ÌÌ ÙÈÛÌÔ II. KÏÂ ÓıË Ú ÌappleÔ Ï Ë. (AÓÙÈÎÂÈÌÂÓÔÛÙÚÂÊ ÚÔÁÚ ÌÌ ÙÈÛÌfi )

E π A π π ª π. Â È ÛÌfi ÔÁÈÛÌÈÎÔ. TfiÌÔ ' ÏÒÛÛÂ ÚÔÁÚ ÌÌ ÙÈÛÌÔ II. KÏÂ ÓıË Ú ÌappleÔ Ï Ë. (AÓÙÈÎÂÈÌÂÓÔÛÙÚÂÊ ÚÔÁÚ ÌÌ ÙÈÛÌfi ) E π A π π ª π Â È ÛÌfi ÔÁÈÛÌÈÎÔ TfiÌÔ ' KÏÂ ÓıË Ú ÌappleÔ Ï Ë ÏÒÛÛÂ ÚÔÁÚ ÌÌ ÙÈÛÌÔ II (AÓÙÈÎÂÈÌÂÓÔÛÙÚÂÊ ÚÔÁÚ ÌÌ ÙÈÛÌfi ) ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Σχολή Θετικών Επιστηµών και Τεχνολογίας Πρόγραµµα Σπουδών

Διαβάστε περισσότερα

*Ένας υπολογιστής είναι στην πραγματικότητα ένα σύστημα πολλών μερών που συνεργάζονται μεταξύ τους.

*Ένας υπολογιστής είναι στην πραγματικότητα ένα σύστημα πολλών μερών που συνεργάζονται μεταξύ τους. Ένας υπολογιστής είναι στην πραγματικότητα ένα σύστημα πολλών μερών που συνεργάζονται μεταξύ τους. *Τα φυσικά μέρη που μπορούμε να δούμε και να αγγίξουμε ονομάζονται συνολικά υλικό (hardware). * * υπερυπολογιστές

Διαβάστε περισσότερα

(Ιούνιος 2001 ΤΕΕ Ηµερήσιο) Σε κάθε µία από τις παρακάτω περιπτώσεις, να

(Ιούνιος 2001 ΤΕΕ Ηµερήσιο) Σε κάθε µία από τις παρακάτω περιπτώσεις, να Κεεφάάλλααι ιοο:: 3Β ο Τίττλλοοςς Κεεφααλλααί ίοουυ: : Αρχιτεκτονική Ηλ/κου Τµήµατος των Υπολ. Συστηµάτων (Ιούνιος 2001 ΤΕΕ Ηµερήσιο) Σε κάθε µία από τις παρακάτω περιπτώσεις, να αναφέρετε τις τιµές των

Διαβάστε περισσότερα

Κύρια & Περιφερειακή Μνήµη

Κύρια & Περιφερειακή Μνήµη Κύρια & Περιφερειακή Μνήµη Κύρια Μνήµη RAM ROM Cache Περιεχόµενα Μονάδες Μαζικής Αποθήκευσης Μαγνητικοί ίσκοι Μαγνητικές Ταινίες Οπτικά Μέσα Ηκύρια µνήµη (Main Memory) Η κύρια µνήµη: Αποθηκεύει τα δεδοµένα

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική υπολογιστών

Αρχιτεκτονική υπολογιστών 1 Ελληνική Δημοκρατία Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Ηπείρου Αρχιτεκτονική υπολογιστών Ενότητα 3 : Μια άποψη του κορυφαίου επιπέδου λειτουργίας και διασύνδεσης του υπολογιστή Καρβούνης Ευάγγελος Η έννοια

Διαβάστε περισσότερα

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΥΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΥΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΥΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ ΜΑΘΗΜΑ 3 ο ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΗ ΔΟΜΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗ ΒΑΣΙΚΗ ΜΟΝΑΔΑ ΜΝΗΜΗ & CPU Λειτουργική Δομή Αρχιτεκτονική Von Neumann Όλοι οι υπολογιστές ακολουθούν την αρχιτεκτονική κατά Von-Neumann

Διαβάστε περισσότερα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Χειρισµός εδοµένων

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Χειρισµός εδοµένων ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Χειρισµός εδοµένων 2.1 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2.1 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2.2 Γλώσσα Μηχανής 2.3 Εκτέλεση προγράµµατος 2.4 Αριθµητικές και λογικές εντολές 2.5 Επικοινωνία µε άλλες συσκευές

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 4: Λογισμικό Συστήματος

Κεφάλαιο 4: Λογισμικό Συστήματος Κεφάλαιο 4: Λογισμικό Συστήματος Ερωτήσεις 1. Να αναφέρετε συνοπτικά τις κατηγορίες στις οποίες διακρίνεται το λογισμικό συστήματος. Σε ποια ευρύτερη κατηγορία εντάσσεται αυτό; Το λογισμικό συστήματος

Διαβάστε περισσότερα

Σύστημα διασύνδεσης και. διαδικασία εισόδου-εξόδου

Σύστημα διασύνδεσης και. διαδικασία εισόδου-εξόδου ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Κεφάλαιο 6 Σύστημα διασύνδεσης και διαδικασία εισόδου-εξόδου Τι είναι αρτηρία (Bus) ; Ένα σύνολο γραμμών διασύνδεσης Πρωτόκολλο (protocol) Περιγραφή Πρωτοκόλλου χρονικό διάγραμμα

Διαβάστε περισσότερα

Πληροφορική Ι. Μάθημα 6 ο Εκτέλεση πράξεων, Αρχιτεκτονική Η/Υ. Τμήμα Χρηματοοικονομικής & Ελεγκτικής ΤΕΙ Ηπείρου Παράρτημα Πρέβεζας

Πληροφορική Ι. Μάθημα 6 ο Εκτέλεση πράξεων, Αρχιτεκτονική Η/Υ. Τμήμα Χρηματοοικονομικής & Ελεγκτικής ΤΕΙ Ηπείρου Παράρτημα Πρέβεζας Τμήμα Χρηματοοικονομικής & Ελεγκτικής ΤΕΙ Ηπείρου Παράρτημα Πρέβεζας Πληροφορική Ι Μάθημα 6 ο Εκτέλεση πράξεων, Αρχιτεκτονική Η/Υ Δρ. Γκόγκος Χρήστος Εκτέλεση προγραμμάτων Πρόγραμμα: Ένα σύνολο από εντολές.

Διαβάστε περισσότερα

Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας

Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2016-17 Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (Σχεδιασμός και λειτουργία μιας απλής ΚΜΕ) http://mixstef.github.io/courses/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης

Διαβάστε περισσότερα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΥΛΙΚΟ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΥΛΙΚΟ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ 1.1 Το Υπολογιστικό Σύστηµα ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΥΛΙΚΟ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Από τον υπολογιστή των Αντικυθήρων µέχρι τα αυτοκίνητα χωρίς οδηγό Κατηγορίες µε βάση το µέγεθος και τη χρήση: Υπερυπολογιστές (supercomputers)

Διαβάστε περισσότερα

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2015

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2015 ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2015 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ (Ι) ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΣΧΟΛΩΝ ΘΕΩΡΗΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Μάθημα : Μικροϋπολογιστές

Διαβάστε περισσότερα

Μικροεπεξεργαστές - Μικροελεγκτές Ψηφιακά Συστήματα

Μικροεπεξεργαστές - Μικροελεγκτές Ψηφιακά Συστήματα Μικροεπεξεργαστές - Μικροελεγκτές Ψηφιακά Συστήματα 1. Ποια είναι η σχέση της έννοιας του μικροεπεξεργαστή με αυτή του μικροελεγκτή; Α. Ο μικροεπεξεργαστής εμπεριέχει τουλάχιστο έναν μικροελεγκτή. Β. Ο

Διαβάστε περισσότερα

ΗΜΥ 100 Εισαγωγή στην Τεχνολογία ιάλεξη 9

ΗΜΥ 100 Εισαγωγή στην Τεχνολογία ιάλεξη 9 ΗΜΥ 100 Εισαγωγή στην Τεχνολογία ιάλεξη 9 3 Οκτωβρίου, 2004 Ηλίας Κυριακίδης Λέκτορας ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ 2005Ηλίας Κυριακίδης,

Διαβάστε περισσότερα

Ενότητα 2: Η κρυφή µνήµη και η λειτουργία της

Ενότητα 2: Η κρυφή µνήµη και η λειτουργία της Ενότητα 2: Η κρυφή µνήµη και η λειτουργία της Στην ενότητα αυτή θα αναφερθούµε εκτενέστερα στη λειτουργία και την οργάνωση της κρυφής µνήµης. Θα προσδιορίσουµε τις βασικές λειτουργίες που σχετίζονται µε

Διαβάστε περισσότερα

ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ Ι JAVA Τμήμα θεωρίας με Α.Μ. σε 8 & 9 11/10/07

ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ Ι JAVA Τμήμα θεωρίας με Α.Μ. σε 8 & 9 11/10/07 ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ Ι JAVA Τμήμα θεωρίας με Α.Μ. σε 8 & 9 11/10/07 Τμήμα θεωρίας: Α.Μ. 8, 9 Κάθε Πέμπτη, 11πμ-2μμ, ΑΜΦ23. Διδάσκων: Ντίνος Φερεντίνος Γραφείο 118 email: kpf3@cornell.edu Μάθημα: Θεωρία + προαιρετικό

Διαβάστε περισσότερα

Ψηφιακή επεξεργασία εικόνων και σηµάτων

Ψηφιακή επεξεργασία εικόνων και σηµάτων Ψηφιακή επεξεργασία εικόνων και σηµάτων Σηµείωση Το ΕΑΠ είναι υπεύθυνο για την επιµέλεια έκδοσης και την ανάπτυξη των κειµένων σύµφωνα µε τη Μεθοδολογία της εξ Αποστάσεως Εκπαίδευσης. Για την επιστηµονική

Διαβάστε περισσότερα

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥ ΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥ ΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥ ΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ Θεµατική Ενότητα ΠΛΗ 21: Ψηφιακά Συστήµατα Ακαδηµαϊκό Έτος 2009 2010 Γραπτή Εργασία #3 Παράδοση: 28 Μαρτίου 2010 Άσκηση 1 (15 µονάδες) Ένας επεξεργαστής υποστηρίζει τόσο

Διαβάστε περισσότερα

Με τον όρο μνήμη αναφερόμαστε στα μέσα που χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση προγραμμάτων και δεδομένων σε έναν υπολογιστή ή άλλη ψηφιακή

Με τον όρο μνήμη αναφερόμαστε στα μέσα που χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση προγραμμάτων και δεδομένων σε έναν υπολογιστή ή άλλη ψηφιακή Μνήμη Με τον όρο μνήμη αναφερόμαστε στα μέσα που χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση προγραμμάτων και δεδομένων σε έναν υπολογιστή ή άλλη ψηφιακή ηλεκτρονική συσκευή, σε προσωρινή ή μόνιμη βάση. Τα σύγχρονα

Διαβάστε περισσότερα

Εντολές γλώσσας μηχανής

Εντολές γλώσσας μηχανής Εντολές γλώσσας μηχανής Στον υπολογιστή MIPS η εντολή πρόσθεσε τα περιεχόμενα των καταχωρητών 17 και 20 και τοποθέτησε το αποτέλεσμα στον καταχωρητή 9 έχει την μορφή: 00000010001101000100100000100000 Πεδία

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στην πληροφορική

Εισαγωγή στην πληροφορική Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών Εισαγωγή στην πληροφορική Ενότητα 2: Βασικές αρχές λειτουργίας και χρήσης του υπολογιστή Αγγελίδης Παντελής Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών

Διαβάστε περισσότερα

Τμήμα Οικιακής Οικονομίας και Οικολογίας. Οργάνωση Υπολογιστών

Τμήμα Οικιακής Οικονομίας και Οικολογίας. Οργάνωση Υπολογιστών Οργάνωση Υπολογιστών Οργάνωση υπολογιστών ΚΜΕ Κύρια Μνήμη Υποσύστημα εισόδου/εξόδου Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (ΚΜΕ) R1 R2 ΑΛΜ R3 I Καταχωρητές PC Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας Αριθμητική και λογική μονάδα

Διαβάστε περισσότερα

Θεωρία Πληροφορίας και Kωδικοποίησης

Θεωρία Πληροφορίας και Kωδικοποίησης Θεωρία Πληροφορίας και Kωδικοποίησης Σηµείωση Το ΕΑΠ είναι υπεύθυνο για την επιµέλεια έκδοσης και την ανάπτυξη των κειµένων σύµφωνα µε τη Μεθοδολογία της εξ Αποστάσεως Εκπαίδευσης. Για την επιστηµονική

Διαβάστε περισσότερα

Πληροφορίες. Εισαγωγή στην Πληροφορική. Κατηγορίες υλισµικού. Περίληψη µαθήµατος (συνέχεια) Επεξεργαστής Μνήµη. Χειµερινό Εξάµηνο 2006-07

Πληροφορίες. Εισαγωγή στην Πληροφορική. Κατηγορίες υλισµικού. Περίληψη µαθήµατος (συνέχεια) Επεξεργαστής Μνήµη. Χειµερινό Εξάµηνο 2006-07 Πληροφορίες Εισαγωγή στην Πληροφορική Χειµερινό Εξάµηνο 2006-07 ρ. Παναγιώτης Χατζηδούκας (Π..407/80) Μόνο για την επόµενη Τετάρτη 25/10, το µάθηµα (12-13) δεν θα πραγµατοποιηθεί. Τα εργαστήρια θα ξεκινήσουν

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική υπολογιστών

Αρχιτεκτονική υπολογιστών 1 Ελληνική Δημοκρατία Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Ηπείρου Αρχιτεκτονική υπολογιστών Ενότητα 4 : Κρυφή Μνήμη Καρβούνης Ευάγγελος Δευτέρα, 30/11/2015 Χαρακτηριστικά Θέση Χωρητικότητα Μονάδα Μεταφοράς

Διαβάστε περισσότερα

ÚÔÁÚ ÌÌ ÙÈÛÌfi ÁÈ ÙËÓ ÔÈfiÙËÙ

ÚÔÁÚ ÌÌ ÙÈÛÌfi ÁÈ ÙËÓ ÔÈfiÙËÙ E π A π π ª π ÚÔÁÚ ÌÌ ÙÈÛÌfi ÁÈ ÙËÓ ÔÈfiÙËÙ TfiÌÔ ' AÓ Ú T fiáèô TÔ KfiÛÙÔ ÙË ÔÈfiÙËÙ ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Σχολή Θετικών Επιστηµών και Τεχνολογίας Πρόγραµµα Σπουδών IAΣΦAΛIΣH ΠOIOTHTAΣ Θεµατική

Διαβάστε περισσότερα

Μάθημα 8: Διαχείριση Μνήμης

Μάθημα 8: Διαχείριση Μνήμης Μάθημα 8: Διαχείριση Μνήμης 8.1 Κύρια και δευτερεύουσα μνήμη Κάθε μονάδα ενός υπολογιστή που χρησιμεύει για τη μόνιμη ή προσωρινή αποθήκευση δεδομένων ανήκει στην μνήμη (memory) του υπολογιστή. Οι μνήμες

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 4 Σύνδεση Μικροεπεξεργαστών και Μικροελεγκτών ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ

Κεφάλαιο 4 Σύνδεση Μικροεπεξεργαστών και Μικροελεγκτών ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ Κεφάλαιο 4 Σύνδεση Μικροεπεξεργαστών και Μικροελεγκτών ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ 1. Παρακάτω δίνονται μερικοί από τους ακροδέκτες που συναντάμε στην πλειοψηφία των μικροεπεξεργαστών. Φτιάξτε έναν πίνακα που να

Διαβάστε περισσότερα

i Όλες οι σύγχρονες ΚΜΕ είναι πολυπλοκότερες!

i Όλες οι σύγχρονες ΚΜΕ είναι πολυπλοκότερες! Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2016-17 Κεντρική Επεξεργασίας (Σχεδιασμός και λειτουργία μιας απλής ΚΜΕ) http://mixstef.github.io/courses/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης Η υπολογιστική

Διαβάστε περισσότερα

Α ΤΑΞΗ. 1 η ΕΝΟΤΗΤΑ: Γνωρίζω τον υπολογιστή. Θα παρουσιαστεί µε τρόπο απλό και κατανοητό,

Α ΤΑΞΗ. 1 η ΕΝΟΤΗΤΑ: Γνωρίζω τον υπολογιστή. Θα παρουσιαστεί µε τρόπο απλό και κατανοητό, 1 η ΕΝΟΤΗΤΑ: Γνωρίζω τον υπολογιστή 1. εδοµένα, Πληροφορίες και Υπολογιστές 2. Πώς φτάσαµε στους σηµερινούς υπολογιστές 3. Το υλικό ενός υπολογιστικού συστήµατος 4. Το λογισµικό ενός υπολογιστικού συστήµατος

Διαβάστε περισσότερα

EÈ ÈÎ Ì Ù ÁÈ ÙËÓ ÔÈfiÙËÙ

EÈ ÈÎ Ì Ù ÁÈ ÙËÓ ÔÈfiÙËÙ E π A π π ª π EÈ ÈÎ Ì Ù ÁÈ ÙËÓ ÔÈfiÙËÙ TfiÌÔ B' NÈÎfiÏ Ô TÚ ÏÈ EappleÈıÂÒÚËÛË ÛÙËÌ ÙˆÓ ÁÈ ÙËÓ ÔÈfiÙËÙ ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Σχολή Θετικών Επιστηµών και Τεχνολογίας Πρόγραµµα Σπουδών IAΣΦAΛIΣH ΠOIOTHTAΣ

Διαβάστε περισσότερα

E π A π π ª π. Ú ÌÌÈÎfi ÚÔÁÚ ÌÌ ÙÈÛÌfi. MÔÓÙÂÏÔappleÔ ËÛË. TfiÌÔ A' M ÓÔ PÔ ÌÂÏÈÒÙË Î È ÚÔÛÔÌÔ ˆÛË

E π A π π ª π. Ú ÌÌÈÎfi ÚÔÁÚ ÌÌ ÙÈÛÌfi. MÔÓÙÂÏÔappleÔ ËÛË. TfiÌÔ A' M ÓÔ PÔ ÌÂÏÈÒÙË Î È ÚÔÛÔÌÔ ˆÛË E π A π π ª π Ú ÌÌÈÎfi ÚÔÁÚ ÌÌ ÙÈÛÌfi Î È MÔÓÙÂÏÔappleÔ ËÛË TfiÌÔ A' M ÓÔ PÔ ÌÂÏÈÒÙË MÔÓÙÂÏÔappleÔ ËÛË Î È ÚÔÛÔÌÔ ˆÛË ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Σχολή Θετικών Επιστηµών και Τεχνολογίας Πρόγραµµα Σπουδών

Διαβάστε περισσότερα

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2009 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2009 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2009 Μάθημα : Μικροϋπολογιστές Τεχνολογία Τ.Σ. Ι, Θεωρητικής κατεύθυνσης Ημερομηνία

Διαβάστε περισσότερα

Επιµέλεια Θοδωρής Πιερράτος

Επιµέλεια Θοδωρής Πιερράτος Εισαγωγή στον προγραµµατισµό Η έννοια του προγράµµατος Ο προγραµµατισµός ασχολείται µε τη δηµιουργία του προγράµµατος, δηλαδή του συνόλου εντολών που πρέπει να δοθούν στον υπολογιστή ώστε να υλοποιηθεί

Διαβάστε περισσότερα