Аппаратные платформы. Кроссплатформенное программное обеспечение.

10.09.13

Структура компьютера

Структура компьютера - это совокупность его функциональных элементов и связей между ними.

Элементами могут быть самые различные устройства от основных логических узлов компьютера до простейших схем. Структура пк графически представляется в виде структурных схем, с помощью которых можно дать описание пк на любом уровне детализации.

Команды

Команда -это описание элементарной операции, которую должен выполнить пк.

Команда содержит следующую информацию:

· код выполняемой операции

· указание по определению операндов

· указание по определение получаемого результата

Команды хранятся в ячейках памяти в двоичном коде.

· Длинна команды

· Переменная

· От 2 до 4 байтов

А способы указания адресов весьма разнообразны

Виды команд:

· одно адресная команда

· двух адресная команда

· трех адресная команда

Процесс выполнения команд:

1. из ячейки памяти, адрес которой хранится в счетчике команд, выбирается очередная команда, содержимое счетчика команд увеличивается на длину команд.

2. выбранная команда передается в устройство управления на регистр команд

3. устройство управления расшифровывает адресное поле команд

4. по сигналам УУ операнды считаются из памяти и записываются в АЛУ на специальный регистр операндов

5. УУ расшифровывают код операции и выдает в АЛУ сигнал выполнить соответствующую операцию над данными

6. результат операции либо остается в процессоре либо отправляется в память, если к в клсанде был указан адрес результата

7. все предыдущие этапы повторяются до достижению команды стоп.

17.09.13.

Аппаратные платформы. Кроссплатформенное программное обеспечение.

Кроссплатформенное ПО - это ПО работающее более чем на одной аппаратной платформе и ОС.

пример:

ПО предназначен для одновременной работы на одной аппаратной платформе и ОС(windows, Linux).

Кроссплатформенные языки программирования к ним относятся большинство высокоуровневых языков программирования(С++, С, Pascal).

Не менее важны для кроссплатформенных стандартизированные библиотеки времени выполнения(библиотека языка C).

Среда исполнения

Компания IBM сделала свой пк совместимым с CSR/R это позволило запускать на нем уже имеющиеся программы(скрипты)

Среда исполнения JAVA, NET также кроссплатформенным, на их вход подается не исходный текст а промежуточный код, поэтому программы написанные на JAVA и С++ можно запускать под разными ОС без предварительной компиляцией.

Кроссплатформенный пользовательский интерфейс

На разных ОС независимо от того, как технически достигнута работа в них стандартные элемент интерфейса имеют разные размеры, поэтому жесткое позиционирование элементов интерфейса невозможно(под другой ОС они могут налезать друг на друга.

Чтобы этого избежать существует несколько подходов:

· единый стиль общий для всех ОС.

программа выглядит одинаково под всеми ОС.

· само адаптирующиеся интерфейс.

подстраивающий сетку под реальные размеры элементов управления.

· гибридный подход.

Прикладные программы

Большое количество прикладных программ так же являются кроссплатформенными, особенно это качество выражено у программ изначально разработанных для UNIX подобных ОС.

Важным условием их переносимости на другие платформы, является совместимость платформ с рекомендациями POSIX а также существование компилятора GCC для платформы на которую осуществляется перенос.

Современные ОС

Современные ОС так же часто являются кроссплатформенными(ОС с открытым исходным кодом LINEX, NET) могут работать на различных платформах(x86, power PS, AMD 64, Microsoft windows).

Windows Может работать как на платформе INTEL 86 так и на INTEL ITANIUM.

ОС NET является самой переносимой она парирована на большинство существующих платформ.

Эмуляция

Если программа не предназначена для исполнения на определенной платфомы, но для этой платФормы существует эмулятор, платформы базовой для данной программы, то программа должна быть исполнена в среде эмуляторов.

Аппаратная платформа пк -это низкий уровень образованные микро архитектурой, микропрограммой управления ядром процессора

и архитектурой набором команд на аппаратной базе конкретных микросхем процессора, чипсета и других физических компонентов, которые в совокупности составляют аппаратную модель вычислительной системы.

Предназначено для:

· запуска определенных семейств программных продуктов

Конкретно Аппаратные платформы отличаются друг от друга совокупностью аппаратуры, а так же разработанными программными компонентами.

Одной из наиболее распространённой офисных платформ и персональных пк является:

· IBM PC

· Apple

· IA-32

Разработанная фирмой INTEL на пк, серверах, ноутбуках выпускается с 1985

· X86-64

Фирма IMD на пк, серверах, ноудбуков выпускается с 2003

· Spark

Ноутбуки, сервера с 1994

· Amiga power pc 32 и 64

Выпускается с 2002

Архитектура вычислительных систем сосредоточенной обработки информации.

Современный пк состоит из нескольких функциональных узлов:

1. Процессор

2. Память

3. контроллеры устройств

Каждый узел представляет собой сложное электронное устройство в состав которого могут входить миллионы логических элементов.

Для улучшения понимания принципы работы пк в целом вводится понятия уровней представления пк.

· цифровой логический уровень

Уровень логических схем базовой системы элементов

· микро архитектурный уровень

Уровень организации обработки информации внутри функционального узла, сюда относятся( регистры различного назначения, устройства обработки поступающих команд устройство преобразования данных, устройство управления

· командный уровень

Набор функциональных узлов и связей между ними, система команд и данных передаваемых между устройствами.

Набор блоков, связей между ними, типов данных и операций каждого уровня называется архитектурой уровня

Архитектура командного уровня называется обычно компьютерной архитектурой или компьютерной организацией

24.09.13.

Архитектура с фиксированным набором устройиств.

Компьюрами со сосредоточенной обработкой называется такие вычислительные системы у которых одно или несколько обрабатывающих устройств расположены компактно и используют для обмена информацией внутренние шины передачи данных.

Компьютеры 1 и2 поколения имели архитектуру закрытого типа с ограниченным набором внешнего оборудования.

В таких ПК оперативная память хранит команды и данные исполняемых программ.

АЛУ – обеспечивет не только числовую обработку, но и участвует в процессе ввода и выводаинформации осуществляя её занесение в оперативную память.

Канал ввода – вывода представляет собой специализированное устройство работающее по командам подаваемым устройствам управления.

Канал допускает подключение определённого числа внешних устройств.

УУ – обеспечивает выполнение всех команд и управляет всеми узлами системы.

ПК такой архитектуры эффективны при ришении чисто вычислительных задач. Они плохо приспособлены для реализации компьютерных технологий требующих подключения дополнительных внешних устройств и высокой скорости обмена информацией.

Функциональная организация ПК.

ЦП – это функциональнозаконченное програмноуправляемое устройство обработки информации, выполняемое на одной или нескольких СБИС.

В современных ПК разных фирм применяются процессоры двух основных архитектур:

1. Система команд пиременной длинны ЦИСЦ

2. Сокращённый набор команд фиксированной длинны РИСЦ.

Внутренние шины преачи информации.

Общая шина на ряду с ЦП или ЗУ вомногом определяет производительность работы ПК, так как обеспечивает обмен информацией между функциональными узлами.

01.10.13.

Схемы архитектур.

Архитектура открытого типа.

Общая шина

Структура ПК.

Запоминающее устройство

локальная локальная

шина шина

Общая шина

Выходы контроллеров для подключаемых

стандартных внешних устройств

01.10.13.

Общая шина делится на 3 отдельные шины по типу передаваемой информации:

1. Шина адреса

2. Шина данных

3. Шина управления

Каждая шина характеризуется числом параллельных проводников для передачи информации.

Второй важный параметр шины это тактовая частота шины (это частота на которой работает контроллер шины при формировании цикла передачи данных.)

Примеры основных характеристик общих и локальных шин применяемый в Пк компании IBM:

1. Общая шина PCI - применяется в настольных компьютерах, тактовая частота контроллера этой шины 66, 100, 133Мгц. Ширина шины адреса 32, а шины данных 64 разряда, пиковая пропускная способность шины PCI 2.1 - 528 мегабайт в секунду.

2. Общая шина PCMCIA - применяется в переносных компьютерах класса ноутбук и имеет параметры шины PCI.

3. Локальная шина для подключения видеоконтроллера AGP - позволяет организовать непосредственную связь видеоконтроллера и ОЗУ. Она ориентирована на массовую передачу видео данных. Имеет конвейерную организацию выполнение операций чтение записи что позволяет избежать задержек при обращении к модулям памяти. За один такт работы может передавать 2, 4, или 8 блоков данных в зависимости от установленного режима работы. К примеру параллельная передачи 8 блоков обеспечивает максимальную скорость передачи 2112 мегабайт в секунду.

Вторым важным узлом Пк является ОЗУ. ОЗУ позволяет считывать информацию из ячейки обращаясь к ней по её номеру или адресу.

Ячейка памяти имеет стандартное число двоичных разрядов (стандартный размер ячейки равен 1 байту). Информация в ОЗУ сохраняется всё время пока на схему подаётся питание.

08.10.13.

22.10.13.

Многоядерный процессор содержит 2 или более вычислительных ядер на одном кристалле, он имеет один корпус и устанавливается в один разъем на системной плате, но ОС воспринимает каждое его вычислительное ядро как отдельный процессор с полным набором вычислительных ресурсов.

Появление в 2002 году технологии HT ознаменовала приход многопоточного параллелизма то есть возможность выполнять разные потоки приложений одновременно на одноядерном процессоре.

Многоядерные платформы Intel.

1) Платформы для мобильного ПК. (Napa 2006 год, технология Intel Centrino Duo для мобильных ПК, процессор Yonah, набор микросхем Calistoga - симейство наборов микросхем Intel 945 Express для мобильных ПК и сетевой адаптер Intel Pro)

Santa Roza - технология Intel Centrino Duo для мобильных ПК следующего поколения:

1)процессор Merom

2) набор микросхем Crestline

3) беспроводной сетевой адаптер Kedron

2) Платформы для настольных ПК:

1) цифровой дом:

a) Ancor Creek (2005 год, процессоры Intel Pentium Extreme Edition, Intel Pentium D, Intel Pentium 4.

б) Bridge Creek (2006 год, процессоры Intel Pentium D семейства Conroe, набор микросхем Broad Water, гигабитное сетевое решение Intel)

2) цифровой офис Lyndon(2005 год)

Averill (2006 год)

3) Платформы для центров данных и серверных систем уровня предприятия:

1) Однопроцессорные серверы Pailo (процессоры Intel Pentium D, 4, Микросхемы Intel 72-30)

Kaylo

2) Серверы с низким энергопотреблением

4) Двухпроцессорные серверы на базе процессоров семейства Intel Xeon Benslay

5) Многопроцессорные серверы на базе процессора семейства Intel Xeon MP Truland

6) Платформы на базе процессоров семейства Intel Itanium

7) Платформы для рабочих станций уровня предприятий для двухпроцессорных рабочих станций.

8)........ Для однопроцессорных рабочих станций.

Процессоры симейства Intel itanium для серверных систем.

29.10.13.

Процессоры семейства Intel Itanium для серверных систем:

1) Montecito - это 2-ч ядерный процессор intel на базе 90NM производственной технологии из семейства Intel Itanium. В этом процессоре реализована технология HT позволяющая одновременно выполнять 4 потока команд.

Процессор содержит более 1, 7 миллиарда транзисторов и обладает КЭШ памятью 3-го уровня объемом 24 мегабайта.

2) Montvale - это следующая модель двух ядерного процессора Intel основанная Montecito и выпускается с 2007 года.

3) Intel Xeon MP - это двух ядерный процессор Intel, изготовлен по 90HM производственной технологии многопроцессорных серверов на базе процессоров Intel Xeon содержащих 4 или более процессоров.

4) Tigetron - 4-ч ядерный процессор Intel Xeon для многопроцессорных серверов. Производится с использованием 65HM технологического процесса. Выпускается с 2007 года. Основан на новой микро архитектуре Intel Core с передовым показателем энергоэффективной производительности и будет поддерживать новые высокоскоростные межсоединения.

5) Intel Xeon LV - двух ядерный процессор с низким энергопотреблением. Идеально подходит для создания решений с высокой плотностью вычислительных ресурсов и низком энергопотреблением.

Этот процессор разработан на основе микро архитектуры Intel для мобильных процессоров и потребляет около 31 вата энергии.

6) Clovertown - первый 4-х ядерный процессор Intel для 2-х процессорных серверов и рабочих станций основанный на новой микро архитектуре Intel Core с передовыми показателями энерго эффективной производительности. Выпускается с 2007 года.

5.11.13.