Bus di sistema. Struttura della memoria centrale. Bus di sistema. TUTORATO DIFONDAMENTI DIINFORMATICA

Transcript

1 Facoltà di Ingegneria e Architettura Corsi di Laurea in Ingegneria Chimica e Ingegneria Meccanica TUTORATO DI A.A. 2015/2016 CAPITOLO 2: Architettura dei Calcolatori Docente: Prof. Gian Luca marcialis@diee.unica.it Tutor: Ing.Simona Tocco tocco.simona@gmail.com Struttura della Può essere pensata come una tabella: ogni riga corrisponde ad una word il numero di colonne è pari al numero di bit componenti la word Es.: con parole da un byte (8 bit) bit Indirizzo delle celle (0) (1) 0 (2) (3) 0 (4)...

2 Esercizio n.1- La di un calcolatore ha dimensione di 24Byte. Quanti bit occorrono per indirizzare una parola di dimensione 32bit? Esercizio n.1 SOLUZIONE Dimensione parola 32 bit = 4 Byte = 2^2 Byte Dimensione 24 Byte = 2^ Byte N parole = Dimensione Dimensione parola = 2^ = 2^8 2^2 8 bit per indirizzare le parole 5 6 Hard disk I/O Video Periferica (0) Tastiera Periferica (I) BUS DI CONTROLLO numero di linee è di norma pari al numero di bit di una parola di BUS DI INDIZZO BUS DATI l ampiezza è pari a quella del registro indirizzi del processore 7 8

3 Esercizio n.2-bus Soluzione Data una con 24 celle di 16 bit ciascuna. Calcolare il numero di fili necessari per il bus di indirizzo e bus dati. Esercizio n.2-bus Il numero di linee necessarie per il bus dati è pari al numero di bit di una parola di (16 bit da esercizio) n lineebusdati=16 Poiché la è costituita da 24 celle occorrono 24 indirizzi (da 0 a 23) i quali si ottengono con una combinazione di bit. Infatti conbitottengo2^ =24combinazioni n linee bus indirizzi = bit Bus controllo Bus indirizzi Bus data MDR 11 12

4 Esercizio n.3: La nostra architettura dispone delle seguenti istruzioni LoadX Carica in un registro di servizio () il valore all indirizzo X AddY Somma al contenuto di il valore all indirizzo Y Store X Memorizza il contenuto di nell indirizzo X rementa di 1 il contenuto di il ciclo di esecuzione termina Scrivere un algoritmo che decrementi di 1 il numero A memorizzato in 0 e memorizzi il risultato in 1. Esercizio n.3 SOLUZIONE Una possibile soluzione è: Load0 (carico in il valore di A) (decremento di 1 il valore di A) Store 1 (memorizzo il risultato in 1) (l algoritmo termina) Ciclo di esecuzione delle istruzioni: prelievo della prima istruzione Esercizio n.3 SOLUZIONE prima dell algoritmo dopo l algoritmo LOAD 0 LOAD 0 DEC DEC 0 STORE 1 0 STORE 1 HEALT HEALT Load 0 Store Load 0 Load 0

5 Ciclo di esecuzione delle istruzioni: prelievo dell operando, e risultato Ciclo di esecuzione delle istruzioni: prelievo della seconda istruzione 0 Load 0 Store 1 0 Load 0 Store Load Elaborazione di e risultato Ciclo di esecuzione delle istruzioni: prelievo della terza istruzione 0 Load 0 Store 1 0 Load 0 Store Store 1 Store 1

6 Ciclo di esecuzione delle istruzioni: prelievo dell operando, e risultato 0 Load 0 Store Store 1 22 Regolato da tre componenti: Posizionamento Tp il tempo necessario a far sì che la testina si sposti sulla traccia corretta Latenza Tlat il tempo necessario che il disco ruoti affinché la testina legga il settore corretto Lettura di un settore Tsett il tempo necessario affinché la testina legga un settore Esempio: l hard disk Esercizio n.4- hard disk Sia dato un hard disk con le seguenti caratteristiche: - velocità di rotazione: 5400 giri/min -50 settori per traccia, -capacità di un settore 32 KB, -tempo per lo spostamento della testina fra due tracce consecutive pari 1ms. Calcolare il tempo di trasferimento di un blocco di 128KB nel seguente caso: il blocco è stato registrato su settori contigui sulla stessa traccia e la testina si trova posizionata sul primo settore del blocco 24

7 Esercizio n.4- SOLUZIONE Il blocco di 128kB corrisponde a 4 settori 128KB 32 KB/settore = 4 settori Trot= 60 / 5400 = 11.1 ms Il tempo di lettura di un settore lo si ricava dividendo il tempo di rotazione per il numero di settori per traccia. Tlett= Trot/ 50 = ms Se il blocco si trova registrato di seguito su una stessa traccia e la testina si trova già posizionata sul primo settore del blocco, il tempo di lettura totale è uguale a : Tlett tot = 4 * Tlett= 4* 0.222ms= 0.888ms Esercizio n.5- Dato l hard disk descritto precedentemente: -velocità di rotazione: 5400 giri/min -50 settori per traccia, -capacità di un settore 32 KB, -tempo per lo spostamento della testina fra due tracce consecutive pari 1ms. Calcolare il tempo di trasferimento di 4 blocchi posizionati come in figura e la testina si trova posizionata sul primo settore del blocco Esercizio n.5-soluzione Bisogna conoscere: Tpos=1 ms (dato dal testo) Tlett= 0.22ms(calcolato prima) Trot= 11.1ms(calcolato prima) Tlat=Trot*(24/50)= ms E cosi via 28

8 Esercizio n.5-soluzione Tlett tot= T lett + Tlat+Tlett + Tpos+ Tlat+Tlett+ Tlat+Tlett Lettura primo settore Lettura secondo settore Lettura terzo settore Tletttot = Tlett+3*(Tlett+Tlat) +Tpos= ms Lettura quarto settore Lettura settori successivi 2