CPU
Z MiS
(Rozdíly mezi verzemi)
m (→Procesor z pohledu SW: Opraven odkaz na Programovací jazyky.) |
(Přidány architektury ARM a Intel) |
||
| (Nejsou zobrazeny 2 mezilehlé verze od 1 uživatele.) | |||
| Řádka 25: | Řádka 25: | ||
* instrukční sada (kompatibilita s rodinou procesorů) | * instrukční sada (kompatibilita s rodinou procesorů) | ||
* cena | * cena | ||
| + | |||
| + | |||
| + | == Architektury procesoru == | ||
| + | |||
| + | ; Intel | ||
| + | * Procesory kompatibilní s Intel 8086 (IBM PC). | ||
| + | * Výrobci: Intel, AMD,... | ||
| + | * Obvykle používány ve stolních počítačích a většině notebooků. | ||
| + | |||
| + | ; ARM | ||
| + | * Procesory pro určené mobilní zařízení. | ||
| + | * Výrobci: Qualcomm, Huawei, Apple, Cortex, Intel,... | ||
| + | * Obvykle používány v mobilních telefonech a tabletech. Některé telefony a tablety ale používají i architekturu Intel Atom | ||
| + | |||
== Procesor z pohledu SW == | == 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#Vyšší_a_nižší_programovací_jazyky|Programovací jazyky]]. | |
| − | + | === Typy instrukcí === | |
| − | *Přesuny | + | * Přesuny |
| − | *Aritmetické operace | + | * Aritmetické operace |
| − | *Logické operace | + | * Logické operace |
| − | *Podmínky | + | * Podmínky |
| − | *Skok | + | * Skok |
| − | ; | + | === Assembler — ukázka === |
| − | * | + | * Programování v assembleru jednoduchého procesoru si můžete vyzkoušet na: <br />[https://schweigi.github.io/assembler-simulator/ Schweigi.github.io → Assembler Simulator]. |
<div class="Priklad"> | <div class="Priklad"> | ||
| − | Příklad — | + | Příklad — Výpočet n-tého prvku Fibonacciho posloupnosti. |
| − | ; Vypocita | + | ; Vypocita n-ty prvek Fibonacciho posloupnosti |
| − | ; -------------------------------- | + | ; -------------------------------------------- |
| − | ; Vysledek zustane v registru | + | ; Vysledek zustane v registru B 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 | JMP start ; Skok na zacatek kodu. Nasleduje misto pro | ||
| − | ; promenne, to chceme preskocit. | + | ; promenne, to chceme preskocit. |
; Promenne: | ; Promenne: | ||
| − | + | poradiPrvku: DB 7 ; Kolikaty prvek Fibonacciho posloupnosti chceme? | |
| − | vysledek: | + | vysledek: DB 0 ; Sem zapisi vysledek |
start: ; Navesti, na ktere skaceme instrukci JMP | start: ; Navesti, na ktere skaceme instrukci JMP | ||
| − | MOV C, | + | MOV C, [poradiPrvku] ; Ukazatel na promennou konecRady |
| − | MOV A, [ | + | MOV A, [vysledek] ; Ulozim do registru A hodnotu promenne |
| − | ; | + | ; (najdu hodnotu na adrese odkazu) |
| − | MOV B, [ | + | ; Bude to predchozi prvek |
| + | MOV B, [vysledek] ; Totez ulozim do B - bude to aktualni prvek | ||
| + | INC B ; Zvysim B o 1 | ||
| + | |||
| + | CMP C, 1 ; Pokud je C vetsi nebo rovno jedne... | ||
| + | JAE .zacatekCyklu ; ... skoc na zacatek vypoctu... | ||
| + | JMP .vypis ; ... jinak muzes zrovna vypsat vysledek 0 | ||
.zacatekCyklu: | .zacatekCyklu: | ||
| − | + | ADD A, B ; Prictu k (A) aktualnimu prvku (B) predchozi, ziskam | |
| − | ADD A, B ; | + | ; tim nasledujici prvek (vysledek bude v A) |
| − | ; | + | MOV D, A ; Prohodim nasledujici prvek na pozici aktualniho... |
| − | + | MOV A, B ; a aktualni na pozici predchoziho. | |
| − | + | MOV B, D ; Jako pomocny registr pouziji D. | |
| + | DEC C ; Snizim citac C o 1 | ||
| + | CMP C, 2 ; Porovnam B s dvojkou | ||
| + | JA .zacatekCyklu ; Pokud je B > 2, pokracuji v cyklu | ||
| + | |||
| + | .vypis: | ||
MOV D, vysledek ; Do registru D dam adresu promenne | MOV D, vysledek ; Do registru D dam adresu promenne | ||
| − | ; | + | ; "vysledek" |
| − | MOV [D], | + | MOV [D], B ; Vysledek do promenne "vysledek" |
MOV D, 232 ; Uloz ukazatel na pamet pro vystup | MOV D, 232 ; Uloz ukazatel na pamet pro vystup | ||
| − | ; | + | ; (graficka karta) |
| − | MOV [D], | + | MOV [D], B ; Vypisu vysledek na vystup |
| − | + | HLT ; Konec programu | |
</div> | </div> | ||
| + | |||
| + | |||
| + | == Související stránky == | ||
| + | * [[Programovací jazyky]] | ||
Aktuální verze z 27. 1. 2017, 08:42
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
Architektury procesoru
- Intel
- Procesory kompatibilní s Intel 8086 (IBM PC).
- Výrobci: Intel, AMD,...
- Obvykle používány ve stolních počítačích a většině notebooků.
- ARM
- Procesory pro určené mobilní zařízení.
- Výrobci: Qualcomm, Huawei, Apple, Cortex, Intel,...
- Obvykle používány v mobilních telefonech a tabletech. Některé telefony a tablety ale používají i architekturu Intel Atom
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 — Výpočet n-tého prvku Fibonacciho posloupnosti.
; Vypocita n-ty prvek Fibonacciho posloupnosti
; --------------------------------------------
; Vysledek zustane v registru B 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:
poradiPrvku: DB 7 ; Kolikaty prvek Fibonacciho posloupnosti chceme?
vysledek: DB 0 ; Sem zapisi vysledek
start: ; Navesti, na ktere skaceme instrukci JMP
MOV C, [poradiPrvku] ; Ukazatel na promennou konecRady
MOV A, [vysledek] ; Ulozim do registru A hodnotu promenne
; (najdu hodnotu na adrese odkazu)
; Bude to predchozi prvek
MOV B, [vysledek] ; Totez ulozim do B - bude to aktualni prvek
INC B ; Zvysim B o 1
CMP C, 1 ; Pokud je C vetsi nebo rovno jedne...
JAE .zacatekCyklu ; ... skoc na zacatek vypoctu...
JMP .vypis ; ... jinak muzes zrovna vypsat vysledek 0
.zacatekCyklu:
ADD A, B ; Prictu k (A) aktualnimu prvku (B) predchozi, ziskam
; tim nasledujici prvek (vysledek bude v A)
MOV D, A ; Prohodim nasledujici prvek na pozici aktualniho...
MOV A, B ; a aktualni na pozici predchoziho.
MOV B, D ; Jako pomocny registr pouziji D.
DEC C ; Snizim citac C o 1
CMP C, 2 ; Porovnam B s dvojkou
JA .zacatekCyklu ; Pokud je B > 2, pokracuji v cyklu
.vypis:
MOV D, vysledek ; Do registru D dam adresu promenne
; "vysledek"
MOV [D], B ; Vysledek do promenne "vysledek"
MOV D, 232 ; Uloz ukazatel na pamet pro vystup
; (graficka karta)
MOV [D], B ; Vypisu vysledek na vystup
HLT ; Konec programu
