·提高計算機處理速度,首先發(fā)展起來的是聯(lián)想存儲器系統(tǒng)和流水線系統(tǒng),前者提出了數(shù)據(jù)驅(qū)動的思想,后者解決了指令并行執(zhí)行問題,都是計算機并行化發(fā)展的例子。
中文名稱 | 處理器管理 | 首先發(fā)展 | 聯(lián)想存儲器系統(tǒng)和流水線系統(tǒng) |
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核????心 | 是中央處理器 | 分????類 | 單處理器系統(tǒng),.多處理器系統(tǒng) |
計算機系統(tǒng)的處理器包括一組寄存器,其個數(shù)根據(jù)機型的不同而不同,它們構(gòu)成了一級存儲,比主存容量小,但訪問速度快。這組寄存器所存儲的信息與程序的執(zhí)行有很大關系,構(gòu)成了處理器現(xiàn)場。
·每一個進程被暫時中止執(zhí)行時,操作系統(tǒng)就要保存相關的信息(包括處理器現(xiàn)場)以保證未來某個時刻,該進程可以繼續(xù)執(zhí)行。
這些寄存器可分成以下幾類:
·通用寄存器:可由程序設計者指定許多功能,如存放操作數(shù)或用作尋址寄存器。
·數(shù)據(jù)寄存器:存放操作數(shù),作為內(nèi)存數(shù)據(jù)的高速緩存。
·地址寄存器:指明內(nèi)存地址,如索引寄存器、段寄存器、堆棧指針寄存器等。
·I/O地址寄存器:指定I/O設備。
·I/O緩沖寄存器:用于處理器和I/O設備交換數(shù)據(jù)。
·控制寄存器:存放處理器的控制和狀態(tài)信息,至少包括程序計數(shù)器PC和指令寄存器IR,中斷寄存器以及用于存儲器和I/O模塊控制的寄存器。還有存放將被訪問的存儲單元地址的存儲器地址寄存器,以及存放從存儲器讀出或欲寫入的數(shù)據(jù)的存儲器數(shù)據(jù)寄存器。
·其他寄存器
計算機系統(tǒng)的核心是中央處理器。
1.單處理器系統(tǒng):一個計算機系統(tǒng)只包括一個運算處理器。
2.多處理器系統(tǒng):一個計算機系統(tǒng)有多個運算處理器。
3.串行和并行
·早期計算機系統(tǒng)是基于單個處理器的順序處理機器,程序員編寫串行執(zhí)行的代碼,讓其在處理器上串行執(zhí)行,每條指令的執(zhí)行也是串行的(取指令、取操作數(shù)、執(zhí)行操作、存儲結(jié)果)。
4.計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分類
目前計算機系統(tǒng)可以分作以下四類:
·單指令流單數(shù)據(jù)流(SISD):一個處理器在一個存儲器中的數(shù)據(jù)上執(zhí)行單條指令流。
單指令流多數(shù)據(jù)流(SIMD):單條指令流控制多個處理單元同時執(zhí)行,每個處理單元包括處理器和相關的數(shù)據(jù)存儲,一條指令控制了不同的處理器對不同的數(shù)據(jù)進行操作。向量機和陣列機是這類計算機系統(tǒng)的代表 。
SIMD
在一臺SIMD計算機中,有一個控制部件(又稱為控制單元,control unit)和許多處理單元(processing unit)。大量的處理單元通常構(gòu)成陣列,因此SIMD計算機有時也稱為陣列處理機。所有的處理單元在控制部件的統(tǒng)一控制下工作??刂撇考蛩械奶幚韱卧獜V播同一條指令,所有的處理單元同時執(zhí)行這條指令,但是每個處理單元操作的數(shù)據(jù)不同??刂撇考梢杂羞x擇地屏蔽掉一些處理單元,被屏蔽掉的處理單元不執(zhí)行控制部件廣播的指令。
·多指令流單數(shù)據(jù)流(MISD):一個數(shù)據(jù)流被傳送給一組處理器,通過這一組處理器上的不同指令操作最終得到處理結(jié)果。
不同的處理器按照不同的模式來協(xié)同處理同一組數(shù)據(jù),期望以最快最好的方式得到結(jié)果。
目前正在研究中…
·多指令流多數(shù)據(jù)流(MIMD):多個處理器對各自不同的數(shù)據(jù)集同時執(zhí)行不同的指令流??梢园袽IMD系統(tǒng)劃分為共享內(nèi)存緊密耦合MIMD系統(tǒng)和內(nèi)存分布松散耦合MIMD系統(tǒng)兩大類。
根據(jù)處理器分配策略,緊密耦合MIMD系統(tǒng)可以分為主從式系統(tǒng)MSP(Main/Slave Multiprocessor)和對稱式系統(tǒng)SMP(Symmetric Multi-Processor)兩類。
主從式系統(tǒng)基本思想是:在一個特別的處理器上運行操作系統(tǒng)內(nèi)核,其他處理器上則運行用戶程序和操作系統(tǒng)例行程序,內(nèi)核負責分配和調(diào)度各個處理器,并向其他程序提供各種服務。
在對稱式多處理器系統(tǒng)中有兩個或兩個以上的處理器,操作系統(tǒng)內(nèi)核可以運行在任意一個處理器上。每個處理器都可以自我調(diào)度運行的進程和線程,單個進程的多個線程可在不同處理器上同時運行。操作系統(tǒng)內(nèi)核也被設計成多進程或多線程,內(nèi)核的各個部分可以并行執(zhí)行。
在松散耦合MIMD系統(tǒng)中,每個處理單元都有一個獨立的內(nèi)存儲器,各個處理單元之間通過設定的線路或網(wǎng)絡通信,多計算機系統(tǒng)和集群(Cluster)系統(tǒng)都是松散耦合MIMD系統(tǒng)的例子。
不說具體型號沒法比較。即使是多核處理器,在處理單個運行程序時也不一定會比單核處理器快,但多核處理器在同時處理多個任務時有絕對的優(yōu)勢。
很不劃算 I7現(xiàn)在來說只是1366接口的第一個產(chǎn)品 很難想象以后出來的又多變態(tài) 而且現(xiàn)在價格虛高 建議先...
這些東西的話不是很好的了,其次的話我們也得考慮性能的哦,I5的性能的是更好的,I3的話不是很好的了,因為是比較舊式的了。i5和i3的區(qū)別最通俗易懂的就是i3好比是限速180的6車道高速公路,i5好比是...
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基于多態(tài)并行處理器提出了一種硬件線程管理器,支持MIMD模式8個線程管理操作和SIMD模式SC控制器統(tǒng)一管理兩種工作模式,實現(xiàn)了線程級并行計算;可以監(jiān)測各個線程的工作情況以及近鄰通信寄存器和路由器的狀態(tài);能夠在通信時停止、切換、啟動線程,記錄每個線程的工作狀態(tài),同時避免了因數(shù)據(jù)阻塞帶來的等待問題,能夠最大程度地提高單個處理器的執(zhí)行效率。
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3.3處理器管理 在多道程序運行時, 操作系統(tǒng)對處理機的管理就是通過對進程的管理來實現(xiàn)的。 代表性的進 程定義: 1)進程是程序的一次執(zhí)行; 2)進程是可以和別的計算并發(fā)執(zhí)行的計算; 3)進程可定義為一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及能在其上進行操作的一個程序; 4)進程是一個程序及其數(shù)據(jù)在處理機上執(zhí)行時所發(fā)生的活動; 5)進程是程序在一個數(shù)據(jù)集合上運行的過程,它是系統(tǒng)進行資源分配和調(diào)度的一個獨立單 位。 3.3.1 基本概念與術語 1.作業(yè)和進程 作業(yè)是從事物處理看工作的處理過程。 進程是從系統(tǒng)處理看工作的處理過程。 例:醫(yī)生看病,病人看病需要掛號、預約、就診、驗血、做 CT,就診、取藥等作業(yè)。 醫(yī)生診斷過程就是進程。 就診的環(huán)節(jié),病人稱為作業(yè),醫(yī)生稱為進程 診療室就是 CPU (1)作業(yè)、作業(yè)步 ●一個作業(yè)是指在一次應用業(yè)務處理過程中, 從輸入開始到輸出結(jié)束, 用戶要求計算機所做 的有關該次業(yè)務處理的全
根據(jù)微處理器的應用領域,微處理器大致可以分為三類:通用高性能微處理器、嵌入式微處理器和數(shù)字信號處理器、微控制器。一般而言,通用處理器追求高性能,它們用于運行通用軟件,配備完備、復雜的操作系統(tǒng);嵌入式微處理器強調(diào)處理特定應用問題的高性能,主要用于運行面向特定領域的專用程序,配備輕量級操作系統(tǒng),主要用于蜂窩電話、CD播放機等消費類家電;微控制器價位相對較低,在微處理器市場上需求量最大,主要用于汽車、空調(diào)、自動機械等領域的自控設備。
CPU是Central Processing Unit(中央微處理器)的縮寫,它是計算機中最重要的一個部分,由運算器和控制器組成。如果把計算機比作人,那么CPU就是人的大腦。CPU的發(fā)展非常迅速,個人電腦從8088(XT)發(fā)展到Pentium 4時代,只經(jīng)過了二十一年的時間。
1975年,IBM公司生產(chǎn)了幾款基于RISC 設計的處理器。其中801就是RISC之父John Cocke的杰作。最終15年后設計出Power 架構(gòu)系列產(chǎn)品,若干年后更出出現(xiàn)一個影響深遠的RISC結(jié)構(gòu)的芯片系列ARM
這是八十年代后,RISC架構(gòu)被工業(yè)界認可后發(fā)展起的一種,HP的HPPA-RISC
1975年,摩托羅拉推出 6800 ,該款處理器擁有78條指令集。摩托羅拉很多款單片裝處理器和微處理器的設計思想都來源于6800 ,即使曾經(jīng)很流行功能強大的6809 也是繼承了6800 血統(tǒng)。1985年,摩托羅拉推出MC68010和已經(jīng)命名為88000的32位RISC處理器系列。但1990年由于要全力研制PowerPC而被迫停產(chǎn)。
Z-80是由從Intel離走的Frederico Faggin設計的8位微處理器,被認為是8080的增強版,------是也是當年很牛的一款單片機,比后來風光無限的51系列更早進入中國,八十年代初學校都是以Z80為基礎教學,那種需要用電視作顯示器的單板電腦就是用的這種芯片。
不過最先推出的單芯片16位處理器當數(shù)TI TMS 9900。雖然出道后勢頭強勁,但TI為了發(fā)展DSP業(yè)務,不得不在1982年縮小9900的產(chǎn)量
半導體行業(yè)另一巨頭,美國國家半導體公司,就是后來收購了設計X86系列處理器的Cyrix公司的,這是1983年由國家半導體(National Semiconductor)推出NS32032,也是一款RISC處理器,但是可惜的是RISC架構(gòu)的處理器在個人電腦應用中只有POWERPC芯片的市場還算比較成功,其它的都可以說很失敗,不過在另一領域:嵌入式應用中,RISC架構(gòu)的處理器確是風光無限。
1981年,由斯坦福大學和部分研究者研制出MIPS。處理器利用了深度流水線技術。它通過簡化指令的操作周期,解決了流水線的瓶頸-聯(lián)鎖問題,促成RISC思想的重要轉(zhuǎn)變。
1982年,由美國伯克利大學研制的RISC-I,只有32條指令,并且具有流水線操作和使用寄存器窗口,性能比同時代單芯片設計都優(yōu)越
ARM是一家芯片設計公司,自己不生產(chǎn)芯片,而是通過授權生產(chǎn)來發(fā)展ARM系列處理器 。ARM公司在1990年11月英國劍橋的一個谷倉里成立,最初只有12人,經(jīng)過11年多的發(fā)展,今日的ARM公司已經(jīng)擁有700多名員工,其中60%以上都從事研發(fā)工作,ARM公司是一家既不生產(chǎn)芯片(fabless)也不銷售芯片(chipless)的公司,它通過出售芯片技術授權,建立起新型的微處理器設計、生產(chǎn)和銷售商業(yè)模式。更重要的是,這種商業(yè)模式取得極大的成功,采用ARM技術IP核的微處理器遍及各類電子產(chǎn)品:汽車、消費電子、成像、工業(yè)控制、海量存儲、網(wǎng)絡、安保和無線等市場,ARM技術幾乎無處不在。ARM將其技術授權給世界上許多著名的半導體、軟件和OEM廠商,每個廠商得到的都是一套獨一無二的ARM相關技術及服務。利用這種合伙關系,ARM很快成為許多全球性RISC標準的締造者??偣灿?0家半導體公司與ARM簽訂了硬件技術使用許可協(xié)議,其中包括Intel、IBM、LG半導體、NEC、SONY、菲利浦和國民半導體這樣的大公司。至于軟件系統(tǒng)的合伙人,則包括微軟、升陽和MRI等一系列知名公司。
例如,數(shù)學協(xié)處理器可以控制數(shù)字處理;圖形協(xié)處理器可以處理視頻繪制。例如,intel pentium 微處理器就包括內(nèi)置的數(shù)學協(xié)處理器。
協(xié)處理器可以附屬于ARM處理器。一個協(xié)處理器通過擴展指令集或提供配置寄存器來擴展內(nèi)核處理功能。一個或多個協(xié)處理器可以通過協(xié)處理器接口與ARM內(nèi)核相連。
協(xié)處理器可以通過一組專門的、提供load-store類型接口的ARM指令來訪問。例如協(xié)處理器15(CP15),ARM處理器使用協(xié)處理器15的寄存器來控制cache、TCM和存儲器管理。
協(xié)處理器也能通過提供一組專門的新指令來擴展指令集。例如,有一組專門的指令可以添加到標準ARM指令集中,以處理向量浮點(VFP)運算。
這些新指令是在ARM流水線的譯碼階段被處理的。如果在譯碼階段發(fā)現(xiàn)是一條協(xié)處理器指令,則把它送給相應的協(xié)處理器。如果該協(xié)處理器不存在,或不認識這條指令,則ARM認為發(fā)生了未定義指令異常。這也使得編程者可以用軟件來仿真協(xié)處理器的行為(使用未定義指令異常服務子程序)。