2627 CA FDE-cycle, Klok, Bus

• New lesson editor
• Informatica
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 6

Lezen

• Eigen boek of artikel op Classroom

• 5 minuten

• In stilte

5

minute

00

second

+30 s

Vandaag

• Componenten van de PC

• 3-lagenmodel

• OS

• Von Neumann

• CPU: ALU, Control Unit

• RAM

• SOC

• FDE-cycle

• Kloksnelheid

• Bus

• Dieper in op hoe alles samenwerkt, RAM, ALU etc

• Von Neumann-bottleneck

• Cache geheugen

• Pipelining

Tot nu toe

Wat betekent ALU

A

Apple Logic Unit

B

Arithmetic Logic Unit

C

Arithmetic Locator Unit

Wat betekent RAM?

A

Random Access Memory

B

Random Address Memory

C

Read Address Memory

RAM is snel en dichtbij geheugen

A

Waar

B

Niet waar

Mooie vergelijking: permanent geheugen is de supermarkt, RAM is je keukenkastje

Von Neumann

Bus

De verbinding tussen RAM en CPU, en alle andere verbindingen heet: Bus. Geëtste lijnen in het moederbord, waarlangs stroompjes gaan. De onderdelen worden op het moederbord geprikt.

(de pijlen in het schema!)

Laat zien wat voor busverbinding ik heb op de laptop: 64-bits OS, x64-processor. Dit is niet 2 keer zo groot als een 32-bit processor, maar 2 tot de macht 32 keer meer.

Databus

Adresbus

Controlbus

Waar de data heen moet

De gegevens die verstuurd worden

Wanneer de data verstuurd wordt

FDE-cycle, klok

De processor voert steeds dezelfde cyclus uit:

Fetch - decode - execute

De snelheid van de processor bepaalt hoe vaak per seconde deze cyclus uitgevoerd kan worden.

Om dat te kunnen timen is een klok nodig. Die is ingebouwd in de processor en geeft steeds aan wanneer de volgende cyclus uitgevoerd kan worden.

Meestal is de CPU sneller dan andere onderdelen, en wacht de CPU op zijn volgende taak...

Snelheid

• Verwerkingssnelheid = processing-snelheid: uitgedrukt in mips

• mips = millions of instructions per second

• Dit is de snelheid waarmee de CPU een instructie uitvoert, waarmee hij de FDE-cycle doorloopt: Fetch-Decode-Execute cycle

• Kloksnelheid: de snelheid waarmee iedere keer een seintje gegeven wordt aan de CPU om te zorgen dat alles synchroon blijft lopen

Kloksnelheid

Niet alleen de CPU heeft een kloksnelheid, maar elk onderdeel. En alles wordt aangestuurd door een kristal, met een lage kloksnelheid.....

ALU

• Gebruikt registers

• kan LOAD, STORE, optellen, aftrekken, vergelijken

• 2 filmpjes die het hopelijk verduidelijken

Tot nu toe

• CPU

• ALU / Control Unit

• Bus

• RAM

• FDE-cycle

• Kloksnelheid

 en het samenwerken tussen deze componenten.

Ik begrijp nu beter hoe de verschillende onderdelen (ALU, Control Unit, Bus, Klok, RAM) samenwerken.

Von Neumann-bottleneck

• 1 instructie tegelijk

• sneller sneller sneller

Manieren om te versnellen

• Meerdere kernen (= cores) integreren tot 1 chip of processor. Zo beter multitasken. Iedere core kan bijv. een aparte app bedienen. Samen moeten ze wel dezelfde RAM gebruiken.

• Cache: heel snel geheugen gebruiken, om gegevens die vaak gebruikt worden sneller te hebben. Sneller en dichterbij de chip dan het RAM.

• Pipelining: Instructies opdelen in stukjes, die elk tijdens 1 klokpuls uitgevoerd kunnen worden.

Bekijk wanneer de CPU zich aan het vervelen is