Studentske.sk - študentské stránky

Študentské stránky - www.studentske.sk (textová verzia)

Rozdelenie počítačov + využitie

Informace je význam jaký člověk přisuzuje údajům. Údaje (data) mohou mít různý tvar např. čísla, znaky, příkazy, povely atd. Fyzikální veličina nesoucí informaci se nazývá signál. Způsoby zpracování a využití signálů se zabývá informatika. Z hlediska počítačů jsou informace vstupující do počítače - informace vstupní a informace výstupní.

Počítače dělíme

analogové
číslicové
hybridní
analogové - Pracují se spojitě měnícími se signály (veličinami) např. proud a napětí.

číslicové - Počítače vyjadřují veličiny číslicemi, které se zobrazují elektrickými veličinami.

hybridní - Spojují v sobě číslicové i analogové části počítače.

ANALOGOVÉ POČÍTAČE

Pro svoji činnost využívají modelování na základě matematických podobností. Dělí se z mnoha hledisek. Nejrozšířenější jsou elektronické a hlavní funkce vykonávají tzv. operační jednotky. Mohou být v provedení jak ss tak i v st. Pro vlastní modelování se používají ss. K jeho základním jednotkám patří tzv. pasívní jednotky (sčítací odpory, kondenzátory, derivační a integrační články).

K aktivním částem patří operační zesilovač. Spojení aktivních a pasívních částí jsou tvořená vlastní operační jednotkou, které jsou určitý děj schopny modelovat. Podle funkce se dále dělí analogový počítač na matematické stroje, simulátory, trenažéry (pro výcvik pilotů letadel, lodí). Analogové počítače se neustále zdokonalují a slouží v technické praxi.

ČÍSLICOVÉ POČÍTAČE

Tyto počítače pracují se dvěma stavy 0 a 1. Od roku 1952 dominuje ve výpočetní technice Van Neumanova architektura, která se vyznačuje minimálními hardwarovými nároky a částečně i velmi jednoduchými softwarovými strukturami. Z těchto důvodů představuje tato architektura stále ještě páteř dnešní výpočetní techniky.

CPU má střadač pro zpracování aritmetických a logických funkcí, instrukční registr pro čtení a dekódování instrukcí, čítač instrukcí pro řízení adresové sběrnice a indexový registr pro krátkodobé uchovávání dat při zpracování numerických a logických operací. pro vstup a výstup dat jsou navíc ještě zapotřebí odpovídající rozhraní I/O porty (input, output).

Princip: mikroprocesor přečte instrukci tak, že nejprve vyšle adresu na adresovou sběrnici, přitom reaguje programovatelná pamě? vysíláním datové informace pro datovou sběrnici. Mikroprocesor přečte instrukci z datové sběrnice a uloží ji do registru instrukce, kde je dekódována a pak prováděna. V první fázi se instrukce čte a dekóduje, ve druhé fázi se provádí vlastní funkce instrukce. Nevýhoda je v tom, že se musí čekat, než se provede první instrukce. Teprve potom se může dekódovat další instrukce (postupným zpracováváním). Tuto nevýhodu částečně odstraňuje pipeling, který dekóduje instrukce předem.

Číslicové počítače

CISC
RISC

CISC

Systémy s rozsáhlým komplexním souborem instrukcí jsou založeny na architektuře CISC (Complex Instruction Set Computer). Jsou to např. procesory VAX firmy Digital Equipment, série mikroprocesorů 80X86 Intel a 680X0 firmy Motorola. Pro tyto procesory je typická implementace architektury pomocí mikroprogramování. Výsledkem je velký počet specializovaných typů instrukcí, z časového pohledu mohou trvat až 300 strojových cyklů. Mikroprogramování poskytuje možnost nabízet spektrum strojů se stejnou architekturou, ale přesto rozdílnou hardwarovou realizací. S rostoucím objemem sady instrukcí však bylo pro překladače překládající programy do strojového kódu využít celou škálu speciálních instrukcí. Z toho vyplývá, že komplexní instrukce jsou používány jen zřídka. Při zpracování programu z vyššího programovacího jazyka se velká část času spotřebuje na čtení informace z pracovní paměti a naopak. Tyto poznatky vedly ke vzniku nové architektury s redukovanou sadou instrukcí (RISC)

RISC

I RISC procesor vystačí pouze se 30 typickými instrukcemi. RISC počítač musí s tímto souborem pracovat častěji než CISC, ale díky většímu počtu registrů může program proběhnout rychleji, protože většina operací se koná přímo mezi registry a pamětí. CISC CPU má sadu obvykle 16 registrů, zatím co RISC má až 100 volných registrů. Z toho důvodu není centrální jednotka vůbec zatěžována a mimo to je mikrokód zbytečný. Instrukce jsou implementovány hardwarově (nejsou dekódované). Podstatné vlastnosti RISC - architektury umožňující vysokou propustnost dat, mají malý počet jednoduchých instrukcí, instrukce s pevnou délkou a pevným formátem, přímá hardwarová interpretace instrukcí, jednocyklový příkazový režim a díky internímu režimu Pipeling překrývané provádění po sobě následujících instrukcí. Hlavní nárůst rychlosti RISC byl dosažen použitím velkého množství registrů. Tím, že odpadly mikroprogramy, mohla být uvolněna celá oblast na povrchu čipu, která byla tradičně používaná pro mikroprogramy a použitá pro velmi rychlou pamě?. U procesorů RISC je jednodušší a rychlejší změna návrhu čipu, než u komplikovaných a komplexních struktur CISC. Počítač RISC se nevyznačují jen vysokou rychlostí, ale také silnou orientací na operační systém UNIX. Tato kombinace dnes běžných počítačových systémů se na trhu PC pevně usadila. Architektura RISC má slabinu ve výpočtech v plovoucí desetinné čárce, proto byl zaveden speciální koprocesor pro numerické výpočty.

Založené na studentske.sk/open/
Jediný voľný engine na získanie najlepších referátov
pre vaše stránky. Využite aj vy túto otvorenú databázu.
Vaše nápady, pripomienky, otázky posielajte na webmaster@studentske.sk.