1. ročník oboru Mechanik opravář motorových vozidel Název SŠ: SOU Uherský Brod Autoři: Ing. Radim Bublík Název prezentace: (DUMu) RISC procesory Tematická oblast: Operační systémy Ročník: 1. ročník oboru Mechanik opravář motorových vozidel Číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0369 Datum vzniku: 13. 3. 2013 Uvedení autoři, není-li uvedeno jinak, jsou autory tohoto výukového materiálu a všech jeho částí. Tento projekt je spolufinancován ESF a státním rozpočtem ČR.
ANOTACE Záměrem této sady výukových materiálů s názvem Operační systémy je poskytnout žákům potřebné informace o logické struktuře a fundamentálních principech fungování moderních operačních systémů, s nimiž (nebo jejich obdobami) se budou velmi pravděpodobně setkávat po celý svůj život. Jednotlivé DUMy (prezentace a pracovní listy) v této sadě pokrývají vybrané tematické oblasti, které jsou probírány v předmětu Informační a komunikační technologie na naší SŠ. Tato prezentace je konkrétně zaměřena na tematický celek Procesory.
procesory Vzhledem k velkému množství typů procesorů, které můžeme nalézt ve dnešních počítačových systémech, je obtížné jejich přesné rozdělení do samostatných kategorií. Rysy procesorů se totiž stále více kombinují tak, jak se neustále hledají cesty k zajištění jejich rostoucího výkonu. Uváděná kategorizace proto reflektuje nejčastěji se objevující typy. [1] Procesor je základní jednotka počítače, provádějící aritmetické a logické operace s daty. V paralelních systémech se nejčastěji vyskytují procesory skalární, vektorové a maticové. Vektorové a maticové si nyní přiblížíme. [1]
RISC Většina dnešních procesorů (ať už se jedná o skalární, vektorové nebo maticové), jsou typu RISC. Ve snaze vyjít vstříc programátorům výrobci HW zaváděli nové a složitější instrukce, aby překlenuli rozdíl mezi vyššími jazyky a strojovým kódem. Také snaha zachovat kompatibilitu směrem nahoru vedla ke zvyšování počtu instrukcí. S rostoucím počtem instrukcí a jejich složitostí roste také složitost počítače, především dekodéru instrukcí. To také prodlužuje dobu průchodu signálu dekodérem. [1]
RISC Výzkum četnosti výskytu jednotlivých instrukcí však ukázal, že v 75% případů se používá jen 8 % instrukcí. Většina plochy dekodéru (60 %) je použita pro realizaci instrukcí, které mají četnost pouze 0,2 %. Tato zjištění vedla na konci 70.let k omezování souboru instrukcí, čímž vznikly počítače typu RISC (Reduced Instruction Set Computer), t.j. počítače s redukovaným souborem instrukcí. Klasické počítače byly označeny jako CISC (Complex Instruction Set Computer).
RISC - vývoj Vývoj procesorů typu RISC nelze zcela oddělit od vývoje procesorů CISC. Každý moderní procesor v sobě uplatní některé rysy obou kategorií a je pak spíše otázkou rozhodnutí výrobce nebo reklamní strategie, do které kategorie bude výsledný produkt zařazen. Dnes se zkratkou RISC označuje určitá metodika návrhu počítačů, kterou by bylo možno stručně charakterizovat tak, že v procesoru realizujeme jen to, co je pro jeho funkci bezpodmínečně nutné. [1]
RISC - Architektura Architekturu RISC lze charakterizovat následujícími vlastnostmi: Malý počet instrukcí podstatná část instrukcí se provádí během jednoho strojového cyklu instrukce mají stejný formát, stejnou délku v procesoru je použit velký počet registrů [1]
RISC - vlastnosti Moderní procesory typu RISC dokáží v jednom cyklu provádět několik operací, přestože program je sekvenční. Takovýto procesor označujeme jako superskalární procesor. K tomu je třeba mít k dispozici dostatečně rychlou vyrovnávací paměť instrukcí, která umožňuje čtení několika slov současně s frekvencí hodin procesoru. [1]
Použité zdroje [1] VAVREČKOVÁ, Šárka. SLEZSKÁ UNIVERZITA V OPAVE. Operační systémy: Přednášky [online]. 2006, 2012-15-11 [cit. 2013-03-13]. Dostupné z: http://axpsu.fpf.slu.cz/~vav10ui/obsahy/os/ospredn/ospredn.pdf