CPU
Z MiS
Obsah |
Co je CPU?
- Jedná se o procesor, který je hlavní výpočetní jednotkou počítače.
- Běžně se používá i prosté označení procesor, i když pojem procesor může odkazovat i na řídící procesor pevného disku, procesor grafické karty a další typy procesorů.
Parametry procesoru
- Technické parametry
- počet jader
- taktovací frekvence (Hz) — dnes řádově GHz
- CPU throttling... Snižování taktovací frekvence, pokud procesor není využitý. Vede k úspoře energie.
- tepelný výkon (TDP)(W)
- typ patice (socket)
- výkon v testech
- zaměřených na mat. operace,
- na zpracování grafiky,...)
- cache (vyrovnávací paměť — L1, L2, L3)
- typ jádra (generace)
- použitá technologie (rozměr mřížky — 22 nm, 14 nm)
- Další parametry
- je integrovaný?
- kompatibilita se základní deskou
- instrukční sada (kompatibilita s rodinou procesorů)
- cena
Procesor z pohledu SW
Základní pojmy
- Registry
- Paměťové buňky, do kterých se ukládají operandy (hodnoty), se kterými procesor právě počítá.
- Velikost v řádu desítek byte (typicky stejné, jako šířka datové sběrnice nebo kratší).
- Některé mají speciální funkci, jiné obecné.
- Instrukční sada
- Jaké instrukce umí procesor zpracovat a jaké binární kódy (posloupnosti nul a jedniček) tyto instrukce označují.
- Strojový kód
- Instrukce procesoru a přiřazené kódy
- Assembler
- Programovací jazyk, který vznikne tak, že instrukcím strojového kódu přiřadíme písmenné zkratky a doplníme o vytváření proměnných a návěští pro skok a další nezbytné produkty.
- Každý typ procesoru má svůj strojový kód a assembler. Některé typy procesorů ale mohou být kompatibilní. Dnes jsou například procesory Intel a AMD z větší části kompatibilní s procesorem Intel 8080 původního počítače IBM PC.
- Viz také Programovací jazyky.
Typy instrukcí
- Přesuny
- Aritmetické operace
- Logické operace
- Podmínky
- Skok
Assembler — ukázka
- Programování v assembleru jednoduchého procesoru si můžete vyzkoušet na:
Schweigi.github.io → Assembler Simulator.
Příklad — Součet aritmetické řady postupným sčítáním
; Vypocita soucet aritmeticke rady
; --------------------------------
; Vysledek zustane v registru A a bude na prvnim miste v pameti vystupu.
; Bylo by lepsi cislo prevest na ASCII tvar, ale to by chtelo dalsi
; proceduru... ;)
JMP start ; Skok na zacatek kodu. Nasleduje misto pro
; promenne, to chceme preskocit.
; Promenne:
konecRady: DB 7 ; Cislo, kterym aritmeticka rada konci
vysledek: DB 0 ; Sem zapisi vysledek
start: ; Navesti, na ktere skaceme instrukci JMP
MOV C, konecRady ; Ukazatel na promennou konecRady
MOV A, [C] ; Ulozim do registru A hodnotu promenne
; (najdu hodnotu na adrese odkazu)
MOV B, [C] ; Totez ulozim do B - bude to citac
.zacatekCyklu:
DEC B ; Snizim B (citac) o jednicku
ADD A, B ; Vynasobim cislo v A cislem v B
; Vysledek bude v A
CMP B, 0 ; Porovnam B s nulou
JA .zacatekCyklu ; Pokud je B > 0, pokracuji v cyklu
MOV D, vysledek ; Do registru D dam adresu promenne
; "vysledek"
MOV [D], A ; Vysledek do promenne "vysledek"
MOV D, 232 ; Uloz ukazatel na pamet pro vystup
; (graficka karta)
MOV [D], A ; Vypisu vysledek na vystup
HLT ; Konec programu
