12 - Grundlagen der Rechnerarchitektur und -organisation [ID:10460]
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Zu erledigen vom inhaltlichen her, wichtigste Punkte heute, klar, also das war es jetzt nochmal

hier zusammen, das Zusammenspiel zwischen mehrdimensionalem Paging, Cache und TLB,

nicht ganz unwichtig, auch für die Glasur, das will ich heute nochmal abschließend besprechen.

Das sind also die letzten drei Folien und ja dann üblich mache ich immer bei meinen

Vorlesungen der letzten Semesterstunde, dass ich dann nochmal durchgehe durch alle Kapitel

und gebe ihnen nochmal ein paar Tipps, Hinweise, was in der Glasur wichtig ist, auf was sie

sich besonders vorbereiten sollten.

Und zum Abschluss besprechen wir dann auch nochmal das Evolvierungsergebnis.

So, aber vorweg müssen wir nochmal ein paar Dinge, wie gesagt, also inhaltlicher Art klären.

Und zwar, ja, wir hatten also letzte Woche uns mit diesem mehrdimensionalen Paging beschäftigt,

um es nochmal zusammenzufassen.

Also es gibt zwei Arten der Optimierung, die wir treffen müssen, wobei die zweite sich

sozusagen aus der ersten ableitet.

Also das eine ist, diese Paging-Tabellen sind sehr groß.

Wir hatten ja schon mal berechnet, wenn wir 32-Bit-Adressen haben, virtuell, und wir nehmen

12-Bit, also 2 auf 12, jeweils immer die 4 Kilobyte für die Seitengrenze her, bleiben

20-Bit übrig für die Reste der virtuellen Adresse.

Und dann brauchen wir also eine große Tabelle mit 2 auf 20 Einträgen und jeder Eintrag,

da wir eine 32-Bit-Adressverwaltung haben, hätte dann 32-Bit.

Also ist das schon recht umfangreich.

Ich weiß nicht, ob der Franz jetzt dieses Semester auch noch das Beispiel mit dem AMD-Prozessor berechnet.

Da sind es dann glaube ich 48-Bit-virtuelle Adressen.

Dann können Sie sich ja überlegen, da kommt schon ganz schön was zusammen.

Also, erste Maßnahme war, dass wir den Aufwand für die Speicherung der Tabellen reduzieren,

und zwar durch dieses mehrstufige Paging.

Der Nachteil, das habe ich in letzter Woche gezeigt, also dass man sozusagen,

da nochmal drauf eingehen, dass man ein zweistufiges Vorgehen macht,

also geht erst in das Seitenverzeichnis, das heißt die virtuelle Adresse,

die üblich bleibt neben den üblichen 12-Bit.

Bei der physikalischen Adresse, die werden dann nochmal aufgeteilt in zwei Stufen,

und zwar die erste Stufe, mit der gehen wir dann vom Ostsignifischen,

vom Höchstwertigen Bit aus betrachtet, gehen wir also erstmal ins Seitenverzeichnis,

mit dem ersten X, jetzt in dem Beispiel, dann 10-Bit,

und von dort finden wir einen Verweis in die eigentliche Tabelle.

Und damit können wir also schon mal Platz reduzieren, das haben wir gesehen, letzte Woche.

Natürlich können wir nur dann Platz reduzieren, wenn wir eben nicht überall hier Einträge haben im Seitenverzeichnis,

ansonsten brauchen wir genauso viel Platz wie bei einer einstufigen Vorgehensweise.

Wenn also alle Einträge hier im Seitenverzeichnis auf eine neue Tabelle verweisen,

das heißt wir brauchen also wirklich den gesamten virtuellen Adressraum,

dann hätten wir in dem Beispiel zwei hoch zehn Einträge,

und jeder der zwei hoch zehn Einträge verweist auf eine Tabelle,

die jederseits auch wieder zwei hoch zehn Einträge hat,

dann haben wir also zwei hoch zwanzig, wäre damit der Aufwand, zwei hoch zehn mal zwei hoch zehn,

zwei hoch zwanzig hätten wir also nichts gewonnen.

Aber häufig ist das eben nicht so, das heißt, dann gehen hier keine Pfeile raus,

und wir sparen uns damit Platz, also weil wir nicht so viele Tabellen brauchen.

Leider ist es aber so, kein Vorteil ohne Nachteil, was ist der Nachteil gegenüber der einstufigen Vorgehensweise?

Boah, könnte auch als Frage gedacht sein, weil es aber eigentlich gedacht,

damit zum Abschluss das Gimmurmel noch ein bisschen leiser wird heute, bitte.

Okay, also danke.

Zugänglich über

Offener Zugang

Dauer

01:25:55 Min

Aufnahmedatum

2012-07-16

Hochgeladen am

2019-04-12 16:39:03

Sprache

de-DE

Ziel der Vorlesung ist, die Grundlagen beim Aufbau eines Rechners zu vermitteln. Dies beinhaltet die Grundkomponenten, wie das Leitwerk, das Rechenwerk, das Speicherwerk und das Ein-/Ausgabewerk. Ausgehend vom klassischen von Neumann-Rechner wird der Bogen bis zu den Architekturen moderner Rechner und Prozessoren geschlagen.

Grundprinzipien der Ablaufstuerung bei der Berarbeitung von Befehlen werden ebenso behandelt wie Aufbau und Funktionsweise eines Caches und die Architektur von Speichern im Allgemeinen. Das Konzept der Mikroprogrammierung wird erläutert. Ferner wird der Einstieg in die hardwarenahe Programmierung moderner CPUs mittels Assembler vorgestellt und erprobt. Aufbau und Funktionsweise peripherer Einheiten und Bussysteme werden ebenfalls behandelt.

Die Studierenden sollen am Ende der Vorlesung den Aufbau und die Funktionsweise der Architektur eines Rechners, z.B. eines PCs, und des darin enthaltenen Prozessors nicht nur kennen, sondern auch die Gründe für deren Zustandekommen verstanden haben.

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