Informatika / …o počítači (základní pojmy, jednoduché představy) 2006.

Prezentace na téma: "Informatika / …o počítači (základní pojmy, jednoduché představy) 2006."— Transkript prezentace:

1 Informatika / …o počítači (základní pojmy, jednoduché představy) 2006

2 CPU, sběrnice, paměť, atd… jádrem počítače je procesor (CPU) - bývá umístěn na základní desce (motherboardu) procesor je prostřednictvím sběrnice spojen s pamětí; v ní je umístěn i program tvořený instrukcemi, a data s nimiž program pracuje prostřednictvím sběrnice jsou dostupné i obvody vstupu a výstupu pro komunikaci s okolím činnosti v počítači jsou řízeny časovým generátorem, což umožňuje synchronizovat různě rychlé obvody mluvíme pak o taktu procesoru, taktu sběrnice, … motherboard (základní deska)

3 počítač bus (sběrnice) CPU MEMORY I/O BUS I/O (input/output) (vstup/výstup) memory (paměť) timer (časovač) periferie CPU (central processing unit) - procesor CHIPSET chipset – řadič provozu na motherboardu timer

4 informace základní informační jednotkou je dvoustavová veličina - jeden bit hodnotu bitu obvykle interpretujeme jako cifru ve dvojkové soustavě, tedy 0/1 (nula/jedna), ale podle potřeby i Ne/Ano, Neplatí/Platí (False/True), Nesvítí/Svítí … pro vyjádření hodnoty jiné než dvoustavové veličiny jsou bity shlukovány do skupin, obvyklou skupinu tvoří 8 bitů = 1 byte složitější informace mohou být kódovány i většími bitovými obrazci (slova o šířce 16, 32 a více bitů) bit (BInary digiT) byte (uspořádaná osmice bitů)

5 paměť je tvořena bity, přístupnými po osmicích (bytech) poloha bytu v paměti je dána jeho pořadovým číslem (adresou) vyhledání požadovaného místa zajišťuje řadič paměti pak podle řídícího signálu na sběrnici zprostředkuje zápis (data ze sběrnice do paměti) nebo čtení (z paměti na sběrnici) 10 0001 10 0000 F FFFF F FFFE 1 0003 1 0002 1 0001 1 0000 0 FFFF 0 FFFE 0 0002 0 0001 0 0000 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 kB 64 kB 1 MB memory read (čtení) memory write (zápis)

6 paměť, sběrnice, CPU 10 0001 10 0000 F FFFF F FFFE 1 0003 1 0002 1 0001 1 0000 0 FFFF 0 FFFE 0 0002 0 0001 0 0000 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 kB 64 kB 1 MB registr 0 1 1 0 1 1 0 0 při čtení zůstává původní obsah paměti zachován (hodnota se pouze kopíruje) 0 0 1 0 0 1 0 1

7 CPU ALU flag reg accumul IR SP PC controller MAR MDR data address program counter stack pointer control registers ALU - arithmetic & logic unit (aritmeticko logická jednotka) controller (řadič) IR - instruction register MAR - memory address register MDR - memory data register

8 ... a jak to funguje

9 cvrnkadlo

10 cvrnkadlo

11 cvrnkadlo doplníme přidáme stavitelné zarážky, jejichž polohou můžeme pohyb kuličky jednoznačně vymezovat

12 cvrnkadlo doplníme přidáme stavitelné zarážky, jejichž polohou můžeme pohyb kuličky jednoznačně vymezovat např.

13 cvrnkadlo doplníme přidáme stavitelné zarážky, jejichž polohou můžeme pohyb kuličky jednoznačně vymezovat nebo

14 instrukce bitový obrazec, který je po načtení z paměti do procesoru dešifrován a poté definuje jeho další činnost

15 zpracování instrukce má tyto fáze: vyhledání instrukce (fetch) dekódování požadavku (decode) načtení operandů (load) provedení (execute) uložení výsledku (store)

16 paměť řadič ALU 10 0001 10 0000 F FFFF F FFFE 1 0003 1 0002 1 0001 1 0000 0 FFFF 0 FFFE 0 0002 0 0001 0 0000 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 kB 64 kB 1 MB fetch 0 0 1 0 0 1 0 1

17 paměť řadič ALU 10 0001 10 0000 F FFFF F FFFE 1 0003 1 0002 1 0001 1 0000 0 FFFF 0 FFFE 0 0002 0 0001 0 0000 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 kB 64 kB 1 MB 0 1 1 0 1 1 0 0 fetch 0 0 1 0 0 1 0 1

18 0 1 1 0 1 1 0 0 10 0001 10 0000 F FFFF F FFFE 1 0003 1 0002 1 0001 1 0000 0 FFFF 0 FFFE 0 0002 0 0001 0 0000 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 kB 64 kB 1 MB 0 1 1 0 1 1 0 0 decode 0 0 1 0 0 1 0 1 paměť řadič ALU

19 10 0001 10 0000 F FFFF F FFFE 1 0003 1 0002 1 0001 1 0000 0 FFFF 0 FFFE 0 0002 0 0001 0 0000 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 kB 64 kB 1 MB 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 decode

20 10 0001 10 0000 F FFFF F FFFE 1 0003 1 0002 1 0001 1 0000 0 FFFF 0 FFFE 0 0002 0 0001 0 0000 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 kB 64 kB 1 MB 0 1 1 0 1 1 0 0 execute 0 0 1 0 0 1 0 1 paměť řadič ALU

21 10 0001 10 0000 F FFFF F FFFE 1 0003 1 0002 1 0001 1 0000 0 FFFF 0 FFFE 0 0002 0 0001 0 0000 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 kB 64 kB 1 MB 0 1 1 0 1 1 0 0 store 0 1 0 0 1 0 1 0 paměť řadič ALU

22 10 0001 10 0000 F FFFF F FFFE 1 0003 1 0002 1 0001 1 0000 0 FFFF 0 FFFE 0 0002 0 0001 0 0000 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 kB 64 kB 1 MB fetch 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1

23 paměť řadič ALU 10 0001 10 0000 F FFFF F FFFE 1 0003 1 0002 1 0001 1 0000 0 FFFF 0 FFFE 0 0002 0 0001 0 0000 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 kB 64 kB 1 MB 1 1 1 1 0 1 1 1 decode 0 1 0 0 1 0 1 0

24 paměť řadič ALU 10 0001 10 0000 F FFFF F FFFE 1 0003 1 0002 1 0001 1 0000 0 FFFF 0 FFFE 0 0002 0 0001 0 0000 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 kB 64 kB 1 MB 1 1 1 1 0 1 1 1 decode 0 1 0 0 1 0 1 0

25 paměť řadič ALU 10 0001 10 0000 F FFFF F FFFE 1 0003 1 0002 1 0001 1 0000 0 FFFF 0 FFFE 0 0002 0 0001 0 0000 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 kB 64 kB 1 MB 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 execute

26 10 0001 10 0000 F FFFF F FFFE 1 0003 1 0002 1 0001 1 0000 0 FFFF 0 FFFE 0 0002 0 0001 0 0000 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 kB 64 kB 1 MB 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 store paměť řadič ALU

27 10 0001 10 0000 F FFFF F FFFE 1 0003 1 0002 1 0001 1 0000 0 FFFF 0 FFFE 0 0002 0 0001 0 0000 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 kB 64 kB 1 MB 1 0 1 1 0 1 0 1 fetch paměť řadič ALU

28 CPU ALU flag reg accumul IR SP PC controller MAR MDR data address program counter stack pointer control registers ALU - arithmetic & logic unit (aritmeticko logická jednotka) controller (řadič) IR - instruction register MAR - memory address register MDR - memory data register

29 dotazy?