1CSNW1 Computersystemen en Netwerken Adrie van Doesburg Leo van Moergestel Jan Nijman Wouter van...

40
1CSNW1 Computersystemen en Netwerken Adrie van Doesburg Leo van Moergestel Jan Nijman Wouter van Ooijen

Transcript of 1CSNW1 Computersystemen en Netwerken Adrie van Doesburg Leo van Moergestel Jan Nijman Wouter van...

Page 1: 1CSNW1 Computersystemen en Netwerken Adrie van Doesburg Leo van Moergestel Jan Nijman  Wouter van Ooijen.

1CSNW1Computersystemen enNetwerken

Adrie van DoesburgLeo van MoergestelJan Nijman

Wouter van Ooijen

Page 2: 1CSNW1 Computersystemen en Netwerken Adrie van Doesburg Leo van Moergestel Jan Nijman  Wouter van Ooijen.

Cursusinformatie

Site:https://www.sharepoint.hu.nl/cursussen/fnt/TCTF-V1CSNW1-04 http://wwwvoti.nl/hvu/V1CSNW1

Boek:Computersystemen en embedded systemenL.J.M. van MoergestelAcademic ServiceISBN 978-90-395-2528-9

Page 3: 1CSNW1 Computersystemen en Netwerken Adrie van Doesburg Leo van Moergestel Jan Nijman  Wouter van Ooijen.

CSNW1 lesprogramma

Week 1: Processors, bussystemen

Week 2: Dataopslag

Week 3: Datacommunicatie

Week 4: Computernetwerken, ISO/OSI model

Week 5: Ethernet

Week 6: Internet

Week 7: Inleiding Operating Systems proeftentamen

Page 4: 1CSNW1 Computersystemen en Netwerken Adrie van Doesburg Leo van Moergestel Jan Nijman  Wouter van Ooijen.

PU(s) MEMORY I/O

Adresbus

databus

besturingsbus

Computersysteem (herh.)

Page 5: 1CSNW1 Computersystemen en Netwerken Adrie van Doesburg Leo van Moergestel Jan Nijman  Wouter van Ooijen.

IF

IDEX

Exception Cycle

Von Neumann cyclus (herh.)

Page 6: 1CSNW1 Computersystemen en Netwerken Adrie van Doesburg Leo van Moergestel Jan Nijman  Wouter van Ooijen.

Registers

1001001001001110

1001001001001110

ALUStatus register

Stack pointer

PC

controle

unit

Instruction register

1001101101100011

0011100101111010

memory and I/O

Von Neumann machine (herh.)

Page 7: 1CSNW1 Computersystemen en Netwerken Adrie van Doesburg Leo van Moergestel Jan Nijman  Wouter van Ooijen.
Page 8: 1CSNW1 Computersystemen en Netwerken Adrie van Doesburg Leo van Moergestel Jan Nijman  Wouter van Ooijen.

Konrad Zuse's First Computer The Z1 (1936, relais)

Bron: www.epemag.com/zuse

Page 9: 1CSNW1 Computersystemen en Netwerken Adrie van Doesburg Leo van Moergestel Jan Nijman  Wouter van Ooijen.

The Chip that Jack Built Changed the World

Integrated circuitJack Kilby (JK-Flip/Flop) 1959, TI

Bron: www.ti.com/corp/docs/kilbyctr/jackbuilt.shtml

Page 10: 1CSNW1 Computersystemen en Netwerken Adrie van Doesburg Leo van Moergestel Jan Nijman  Wouter van Ooijen.

• Intel: 4004 Processor

• 2300 Transistoren

• 10 um technologie

• 0,108 MHz

Ted Hoff

Microprocessor(Intel 1971)

Bron: /www.intel.com/museum/archives/4004.htm

Page 11: 1CSNW1 Computersystemen en Netwerken Adrie van Doesburg Leo van Moergestel Jan Nijman  Wouter van Ooijen.

Core 2 Duo (Intel 2006)

Core 2 Duo 291M transistoren 65 nm technologie 1-3,3 GHz

Bron: www.intel.com

Page 12: 1CSNW1 Computersystemen en Netwerken Adrie van Doesburg Leo van Moergestel Jan Nijman  Wouter van Ooijen.

RISC versus CISC

Complex instruction set computer (CISC): many addressing modes; complex operations.

Reduced instruction set computer (RISC): load/store; simple operations pipelinable instructions.

Page 13: 1CSNW1 Computersystemen en Netwerken Adrie van Doesburg Leo van Moergestel Jan Nijman  Wouter van Ooijen.

De instructies verrichten simpele taken Alle instructies zijn even groot Er is geen uitgebreide keuze aan adresseer-

modes Er zijn veel interne registers beschikbaar Load and Store architecture

RISC

Page 14: 1CSNW1 Computersystemen en Netwerken Adrie van Doesburg Leo van Moergestel Jan Nijman  Wouter van Ooijen.

Pipelining

Page 15: 1CSNW1 Computersystemen en Netwerken Adrie van Doesburg Leo van Moergestel Jan Nijman  Wouter van Ooijen.

Superscalaire instructieafhandeling

Page 16: 1CSNW1 Computersystemen en Netwerken Adrie van Doesburg Leo van Moergestel Jan Nijman  Wouter van Ooijen.

Super Pipelining

Page 17: 1CSNW1 Computersystemen en Netwerken Adrie van Doesburg Leo van Moergestel Jan Nijman  Wouter van Ooijen.

Super Pipelining (2)

Page 18: 1CSNW1 Computersystemen en Netwerken Adrie van Doesburg Leo van Moergestel Jan Nijman  Wouter van Ooijen.

Kenmerken Processoren

Architectuur Programmeermodel Instructieset Technologie (fabricage)

Page 19: 1CSNW1 Computersystemen en Netwerken Adrie van Doesburg Leo van Moergestel Jan Nijman  Wouter van Ooijen.

ARM Processor Architecture

Page 20: 1CSNW1 Computersystemen en Netwerken Adrie van Doesburg Leo van Moergestel Jan Nijman  Wouter van Ooijen.

Core 2 Duo Architecture

Bron: www.zdnet.com.au

Page 21: 1CSNW1 Computersystemen en Netwerken Adrie van Doesburg Leo van Moergestel Jan Nijman  Wouter van Ooijen.

Cell Processor Architecture(Sony Playstation 3)

Bron: H.P. Hofstee

Page 22: 1CSNW1 Computersystemen en Netwerken Adrie van Doesburg Leo van Moergestel Jan Nijman  Wouter van Ooijen.

Programmeermodellen

Page 23: 1CSNW1 Computersystemen en Netwerken Adrie van Doesburg Leo van Moergestel Jan Nijman  Wouter van Ooijen.

Instructieset (herh.)

Verplaatsing (mov, ldr, str) Bewerking

Logisch (and, or, lsl, … ) Rekenkundig (add, sub, mul, … )

Sprong Conditioneel (beq, bne, … ) Niet conditioneel (jmp, bra, … )

Subroutine aanroep (call, ret, …) Speciale instructies (nop, hlt, swi, … )

Page 24: 1CSNW1 Computersystemen en Netwerken Adrie van Doesburg Leo van Moergestel Jan Nijman  Wouter van Ooijen.
Page 25: 1CSNW1 Computersystemen en Netwerken Adrie van Doesburg Leo van Moergestel Jan Nijman  Wouter van Ooijen.

Bus hierarchie

Page 26: 1CSNW1 Computersystemen en Netwerken Adrie van Doesburg Leo van Moergestel Jan Nijman  Wouter van Ooijen.

Timing: Asynchrone Bus

Page 27: 1CSNW1 Computersystemen en Netwerken Adrie van Doesburg Leo van Moergestel Jan Nijman  Wouter van Ooijen.

Timing: Synchrone Bus

Page 28: 1CSNW1 Computersystemen en Netwerken Adrie van Doesburg Leo van Moergestel Jan Nijman  Wouter van Ooijen.

PCI gebaseerd computersysteem

Page 29: 1CSNW1 Computersystemen en Netwerken Adrie van Doesburg Leo van Moergestel Jan Nijman  Wouter van Ooijen.

PCI-bus Burst Transfer

Page 30: 1CSNW1 Computersystemen en Netwerken Adrie van Doesburg Leo van Moergestel Jan Nijman  Wouter van Ooijen.

Accellerated Graphics Port (AGP)

Page 31: 1CSNW1 Computersystemen en Netwerken Adrie van Doesburg Leo van Moergestel Jan Nijman  Wouter van Ooijen.

Intel PM855 Chipset

Bron: www.intel.com

Page 32: 1CSNW1 Computersystemen en Netwerken Adrie van Doesburg Leo van Moergestel Jan Nijman  Wouter van Ooijen.

PCI Express Based System

Bron: AV Bhatt, Intel

Page 33: 1CSNW1 Computersystemen en Netwerken Adrie van Doesburg Leo van Moergestel Jan Nijman  Wouter van Ooijen.

PCI Express Lanes

Bron: AV Bhatt, Intel

Page 34: 1CSNW1 Computersystemen en Netwerken Adrie van Doesburg Leo van Moergestel Jan Nijman  Wouter van Ooijen.

PCI Express Layers

Bron: AV Bhatt, Intel

Page 35: 1CSNW1 Computersystemen en Netwerken Adrie van Doesburg Leo van Moergestel Jan Nijman  Wouter van Ooijen.

USB Architectuur

Page 36: 1CSNW1 Computersystemen en Netwerken Adrie van Doesburg Leo van Moergestel Jan Nijman  Wouter van Ooijen.

USB Hubs

Page 37: 1CSNW1 Computersystemen en Netwerken Adrie van Doesburg Leo van Moergestel Jan Nijman  Wouter van Ooijen.

• A Low Speed rate of 1.5 Mbits/sec that is mostly used for Human Interface Devices (HID) such as keyboards, mice and joysticks.

• A Full Speed rate of 12 Mbit/s.

• A Hi-Speed rate of 480 Mbit/s.

• Plug and play

• Hot swap

• Power supply 5 V, 500 mA

USB signals are transmitted on a twisted pair of data cables, labelled D+ and D−.

These collectively use half-duplex differential signalling.

Transmitted signal levels are 0.0–0.3 V for low and 2.8–3.6 V for high.

Universal Serial Bus (USB)

Page 38: 1CSNW1 Computersystemen en Netwerken Adrie van Doesburg Leo van Moergestel Jan Nijman  Wouter van Ooijen.

Practicum - ZEP2 Simulator

Page 39: 1CSNW1 Computersystemen en Netwerken Adrie van Doesburg Leo van Moergestel Jan Nijman  Wouter van Ooijen.

Links

CPU (Wikipedia) Intel Processors Site SIMD (Wikipedia) DSP (Wikipedia) Computer Bus (Wikipedia) PCI-bus (Wikipedia) PCI Express (Wikipedia) USB in a Nutshell Firewire (Wikipedia)

Page 40: 1CSNW1 Computersystemen en Netwerken Adrie van Doesburg Leo van Moergestel Jan Nijman  Wouter van Ooijen.

Opdrachten

Bestudeer 8.1 t/m 8.3 en 8.6 Lees PCI-express whitepaper Maak opgaven 8.1 t/m 8.5