| English | 의미 |
|---|---|
| interrupt/ˈɪntərʌpt/ | 인터럽트 |
| clock speed/klɒk spiːd/ | 클럭 속도 |
| fetch-execute cycle/fetʃ ˈeksɪkjuːt ˈsaɪkl/ | 取指-执行周期 |
| cores/kɔːz/ | 코어 |
| cache/kæʃ/ | 캐시 |
| word size/wɜːd saɪz/ | 워드 크기 |
| port/pɔːt/ | 포트 |
| peripheral/pəˈrɪfərəl/ | 주변기기 |
| register transfer notation/ˈredʒɪstə ˈtrænsfɜː nəʊˈteɪʃn/ | 寄存器 전송 기법 |
| stack/stæk/ | 스택 |
| interrupt service routine/ˈɪntərʌpt ˈsɜːvɪs ruːˈtiːn/ | 중단 서비스 routine |
| interrupt register/ˈɪntərʌpt ˈredʒɪstə/ | 중단 레지스터 |
키를 누르면 노트북이 모든 것을 멈추게 되는 이유
- 프로세서는 초당 수십억 번의 사이클을 실행합니다. 만약 명령어 사이之間에 키보드로 "아직 아무것도?"라고 물어봐야 한다면, 대부분을 묻는 데 낭비했을 것입니다.
- 대신 키보드는 인터럽트를 보냅니다. 프로세서는 현재 명령어를 마치고, 자신의 위치를 보존한 뒤 키를 처리하고, 아무 일도 없었던 것처럼 복귀합니다.
- 하나의 메커니즘이 단일 프로세서를 통해 음악 재생, 브라우저 실행, 키보드 입력 등을 동시에 수행하는 것처럼 보이게 합니다.
- 이 수업에서는 프로세서를 빠르게 만드는 요소, 장치에 연결되는 방식, 한 명령어를 정확히 실행하는 방법, 그리고 인터럽트가 개입하는 방법을 다룹니다.
성능에 영향을 미치는 요소
- 클록 속도: 초당 더 많은SPELL-EXECUTE 사이클, 즉 초당 더 많은 명령어, 열이 한계를-setting直到.
- 코어 수: 각 코어가 동시에 자체 명령어를 가져와 실행하므로 여러 프로그램이나 스레드가 병렬로 실행됩니다. 프로그램을 코어를 사용하도록 작성해야 하므로, 코어 수를 두 배로 늘린다고 속도가 두 배가 되지는 않습니다.
- 버스 폭: 더 넓은 데이터 버스는 한 번 전송 시 더 많은 비트를 처리하므로 fewer transfers; 더 넓은 주소 버스는 더 많은 메모리에 접근할 수 있다.
- 캐시: 프로세서 옆에 있는 작고 빠른 메모리로, 가장 최근에 사용된 명령어와 데이터를 저장하여 RAM으로 가는 느린 이동 횟수를 줄인다. 워드 크기, RAM 용량 및 저장 매체 유형도 기여한다.
CPU 성능에 영향을 미치는 요인을 모두 선하십시오.
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클록 속도, 코어, 캐시(또는 워드 크기, RAM, 저장 장치, 버스 폭)는 모두 성능에 영향을 미칩니다. 케이스 색상은 영향을 주지 않습니다.
멀티코어 CPU는 특히 다음에 유용합니다:
난이도 1/5 · 100 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
추가 코어는 작업을 병렬로 처리합니다. 순수한 시스레드 작업은 코어별 속도가 높아지는 것보다 더 큰 이점을 얻습니다.
____ 메모리는 프로세서 옆에 위치한 작고 빠른 저장 장치로, 최근에 사용된 명령어와 데이터를 보관하여 RAM으로 가는 느린 왕복 횟수를 줄입니다.
난이도 1/5 · 100 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
더 많은 캐시는 작동 집합의 더 많은 부분이 프로세서 옆에 있어 성능 비교에서 항상 등장하는 이유입니다.
worked example: "새 컴퓨터가 더 빠른 이유 설명"
- 두 사양을 줄별로 비교하고, 각 항목마다 그 이유를 명시한다.
- 3.8 GHz 대 2.4 GHz: 초당 더 많은 사이클이므로 초당 더 많은 명령어를 실행한다.
- 8 코어 대 4: 소프트웨어가 이를支持的할 경우, 동시에 두 배의 명령어를 가져오고 실행할 수 있다.
- 16 MB 캐시 대 4 MB: 작업 세트의 더 큰 부분이 프로세서 옆에 유지되므로 RAM 대기 시간이 줄어든다. 각 줄은 두 점(인자 및 결과)을 반영한다.
포트
- 포트는 주변 장치를 연결하는 물리적 소켓이다.
- USB(Universal Serial Bus)는 범용端口: 키보드, 드라이브, 휴대폰 등. 플러그 앤 플레이: 컴퓨터가 장치를 감지, 식별, 드라이버를 로드하며 재부팅 없이 전원을 공급할 수 있다.
- HDMI(High Definition Multimedia Interface)는 디지털 영상과 음성을 하나의 케이블로 전송하므로 아날로그 변환 없이 영상이 저하되지 않는다. VGA(Video Graphics Array)는 구형 아날로그 영상 포트이다.
각 포트가 전송하는 데이터를 연결하십시오.
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신호와 소켓이 다릅니다: HDMI 케이블은 USB 포트에 꽂히지 않습니다.
.fetch 단계
- 명령어마다 한 번씩 프로세서는 fetch-execute cycle을 수행한다. Fetch가 먼저 오며, 시험에서는 이를 레지스터 전달 기법으로 요구한다.
MAR ← [PC] the address of the next instruction goes to the MAR
PC ← [PC] + 1 the PC now points to the following instruction
MDR ← [[MAR]] the instruction at that address is read into the MDR
CIR ← [MDR] the instruction is copied into the CIR for decoding
- 읽기 신호가 제어 버스를 통해 전달되고, 주소는 주소 버스를 통해, 명령어는 데이터 버스를 통해 돌아온다. PC는 주소가 복사된 직후 즉시 증가되며, 나중에 실행되는 점프가 이를 덮어쓸 수 있도록 한다.
PC → MAR → 메모리 → MDR → CIR,在这个过程中 PC는 증가됨
메이커 단계의 단계를 올바른 순서로 배치하십시오.
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PC → MAR, PC 증가, 읽기 신호, 이후 명령어는 MDR → CIR로 이동하여 디코딩 준비 완료.
PC는 메이커 단계 중 증가되어 다음 사이클에서 다음 명령어를 가져오게 됩니다.
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PC를 일찍 증가시키면 해당 명령어가 실행될 때 이미 다음 명령어를 가리키고 있습니다(점프가 변경하지 않는 한).
Decode, execute, repeat
- Decode: 제어 유닛이 CIR의 명령어에서 어떤 연산인지와 피연산자의 위치를 파악한다.
- Execute: 산술 논리 연산은 ALU로, 결과는 ACC에 저장됩니다. load 또는 store는 메모리와 레지스터 간 데이터 이동을, 점프는 새로운 주소를 PC에 기록한다.
- 이후循環从
MAR ← [PC]시작된다. 모든循环의 끝에서 프로세서는 인터럽트 대기 여부를 확인한다.
한 번의 LOAD와 한 번의 ADD는 레지스터를 거치며: fetch, decode, execute, repeat
Fetch-execute 사이클
CPU가 초당数十억 번 반복하는 루프를 클릭해 보세요. FETCH 단계에서 PC/MAR/MDR/CIR 레지스터를如何使用然后DECODE和EXECUTE如何作用于获取的数据。
worked example: 기법으로 두 명령어 실행
LDD 200(주소 200의 내용을 ACC로 로드)를 실행하세요:MAR ← 200, 그 다음MDR ← [[MAR]], 그 다음ACC ← [MDR].ADD 201를 실행하세요:MAR ← 201,MDR ← [[MAR]],ACC ← [ACC] + [MDR].STO 202를 실행하세요:MAR ← 202,MDR ← [ACC],[[MAR]] ← [MDR].- 각 줄은 두 지점 사이의 값을 하나 이동시킨다. 이중 괄호는 항상 "MAR에 주소가 저장된 메모리 위치"를 의미한다.
LDD 200를 실행하는 레지스터 전이를 순서대로 배치하십시오.
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주소를 MAR로, 해당 주소의 내용을 MDR로, 그 다음 적산기로 보냅니다.
인터럽트
- 인터럽트는 정상적인循环을 일시 중지시켜 프로세서가 긴급 이벤트를 처리할 수 있게 하는 신호이다.
- 원인: 하드웨어 장치(키 입력, 프린터 버퍼 비우기, 네트워크 패킷 도착), 소프트웨어 오류(0으로 나누기, 불법 명령어, 산술 오버플로우), 운영체제의 타이머가 타임 슬라이스 종료 표시, 정전 경고 등.
- 인터럽트는 프로세서가 장치를 지속적으로 검사하지 않아도 시스템이 신속하게 응답할 수 있게 하며, 이는 운영체제 멀티태스킹 방식이다.
循环，在每次pass结束时进行中断检查
인터럽트(interrupt)란:
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인터럽트는 CPU가 긴급 이벤트를 처리할 수 있도록 메이커-실행 사이클을 일시적으로 중단하고, 이후 재개합니다.
다음 중 어떤 것이 인터럽트를 유발할 수 있습니까? 모든 적용 가능한 것을 선택하십시오.
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하드웨어 이벤트, 소프트웨어 오류, 운영체제 타이머 모두 인터럽트를 발생시킵니다. 루프 종료는 점프에 의해 처리되는 일반적인 프로그램 흐름입니다.
인터럽트 처리
- 현재 명령어를 완료한다. 상태 저장: PC 및 다른 레지스터의 내용을 스택에 저장한다.
- 인터럽트 서비스dirname(ISR)의 주소를 PC에 로드하고 실행한다. ISR이 이벤트를 처리한다.
- 스택에서 저장된 상태를 복원하고 중단된 프로그램을 정확히 중단되었던 지점으로 계속한다.
저장, 처리, 복원, 재개
인터럽트가 발생하면 CPU는 먼저 현재 명령어를 완료한 후:
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PC와 레지스터를 저장하고, 인터럽트 서비스 routine을 실행한 후 상태를 복원하여 이전 위치에서 계속합니다.
worked example: 4점 인터럽트 답변
- 입력 장치로부터의 인터럽트가 fetch-execute循环에서 어떻게 감지되고 처리되는지 설명하라.
- 장치는 인터럽트 레지스터에 플래그를 설정하는 인터럽트 신호를 보낸다. 프로세서는 모든循环의 끝에서, 현재 명령어의 실행이 완료된 후 해당 레지스터를 확인한다.
- 플래그가 설정되어 있고 인터럽트의 우선순위가 현재 작업보다 높으면, PC와 다른 레지스터가 스택에 저장된다. ISR의 주소가 PC에 로드되고dirname이 실행된다.
- 완료되면 레지스터가 스택에서 복원되고中断된 프로그램이 재시작됩니다. 네 가지 요소를 이 순서대로 나열하십시오.
프로세서는 매 메이커-실행 사이클의 끝, 즉 현재 명령어가 완료된 후에 인터럽트를 확인합니다.
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이 타이밍 덕분에 상태를 깔끔하게 저장할 수 있으며, 어떤 명령어도 반으로未完成인 상태로 남지 않습니다.
놓칠 수 있는 점
- PC는 실행 이후가 아닌 취사(Fetch) 단계에서 증가됩니다.
PC ← [PC] + 1를MAR ← [PC]바로 뒤에 두 번째로 배치하십시오. - 인터럽트는循环의 끝에서檢查，명령어 중간에는检查。
- 상태는 스택에 saving되고 다시从这里回来。"CPU停止"或"程序丢失"是错误的：它会 exactly where it was resumes.
- 코어가 더 많다고 해서 속도가 두 배가 되는 것은 아닙니다. 소프트웨어가 이를 사용해야 합니다. 사양을 비교할 때는 반드시 이 점을 언급하십시오.
이해했습니다
- 성능: 클럭 속도, 코어 수, 버스 너비, 캐시(또는 단어 크기, RAM, 저장 장치) 및 각 항목이 가져오는 결과
- 포트: USB(일반 용도 및 플러그 앤 플레이), HDMI(디지털 영상 및 오디오), VGA(아날로그 영상)
- 페치:
MAR ← [PC],PC ← [PC] + 1,MDR ← [[MAR]],CIR ← [MDR]; 이후 디코드, 실행, 반복 - 인터럽트는 각 사이클 말에 확인됩니다: 스택에 상태 저장, ISR 실행, 복원, 재개