ประสิทธิภาพ, รอบ fetch-execute และการขัดจังหวะ

แนะนำใหม่

เอกสารประกอบการเรียน ดูบทเรียน

คำศัพท์

English	ความหมาย
interrupt/ˈɪntərʌpt/	สัญญาณรบกวน
clock speed/klɒk spiːd/	ความเร็วของนาฬิกา
fetch-execute cycle/fetʃ ˈeksɪkjuːt ˈsaɪkl/	รอบการดึงและดำเนินการ
cores/kɔːz/	คอร์
cache/kæʃ/	แคช (หน่วยความจำเร็ว)
word size/wɜːd saɪz/	ขนาดคำ
port/pɔːt/	พอร์ต
peripheral/pəˈrɪfərəl/	อุปกรณ์ต่อพ่วง
register transfer notation/ˈredʒɪstə ˈtrænsfɜː nəʊˈteɪʃn/	สัญกรณ์การถ่ายโอนรีจิสเตอร์
stack/stæk/	สตैก
interrupt service routine/ˈɪntərʌpt ˈsɜːvɪs ruːˈtiːn/	โปรแกรมบริการ_interrupt
interrupt register/ˈɪntərʌpt ˈredʒɪstə/	รีจิสเตอร์ interrupt

สิ่งที่มีผลต่อประสิทธิภาพ

Clock speed: รอบ fetch-execute มากขึ้นต่อวินาที ดังนั้นคำสั่ง越多ต่อวินาที จนกว่าความร้อนจะเป็นขีดจำกัด
Number of cores: แต่ละcore ดึงและดำเนินการคำสั่งของตัวเองในเวลาเดียวกัน ดังนั้นโปรแกรมหลายรายการหรือthread จึงทำงานแบบขนาน โปรแกรมต้องเขียนเพื่อใช้งานพวกมัน ดังนั้นการเพิ่มจำนวน core เป็นสองเท่าไม่ได้ทำให้ความเร็วเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า
ความกว้างของบัส: บัสข้อมูลที่มีความกว้างมากกว่าสามารถถ่ายโอนบิตได้มากขึ้นต่อการถ่ายโอนหนึ่งครั้ง จึงต้องการจำนวนครั้งในการถ่ายโอนน้อยลง; บัสที่อยู่มีความกว้างมากกว่าสามารถเข้าถึงหน่วยความจำได้มากขึ้น
แคช (Cache): เป็นหน่วยความจำขนาดเล็กและความเร็วสูงที่อยู่ใกล้กับโปรเซสเซอร์ เพื่อเก็บคำสั่งและข้อมูลที่ใช้งานบ่อยที่สุดล่าสุด ทำให้มีการเดินทางไปยัง RAM แบบช้าๆ น้อยลง ขนาดคำ (Word size), ปริมาณ RAM และประเภทการจัดเก็บข้อมูลก็ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพด้วยเช่นกัน

ฝึกฝน

จับคู่พอร์ตแต่ละตัวกับสิ่งที่มันส่งผ่าน

Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today

เลือกไม้จิ้มฟันหนึ่งอัน แล้วเลือกจุดหมายปลายทาง เลือกไม้จิ้มฟันสองอันเพื่อสลับกัน กด Escape เพื่อยกเลิกการเลือก คุณสามารถลากไม้จิ้มฟันได้

ข้อมูลและพลังงานสำหรับอุปกรณ์เสริมแบบอเนกประสงค์, เสียบแล้วใช้งานได้ทันที

วิดีโอและเสียงดิจิทัลผ่านสายเดียว

วิดีโอแบบอนาล็อกไปยังจอภาพ

USB
HDMI
VGA

ขั้นตอนการดึงคำสั่ง (Fetch stage)

ทุกครั้งที่ประมวลผลหนึ่งคำสั่ง โปรเซสเซอร์จะดำเนินการตาม รอบดึง-ดำเนินการ (fetch-execute cycle) โดยขั้นตอนดึงคำสั่งมาอยู่ก่อน และข้อสอบต้องการคำตอบในรูปแบบ สัญลักษณ์การถ่ายโอนรีจิสเตอร์ (register transfer notation)

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

สัญญาณอ่านจะเดินทางบนบัสควบคุม ที่อยู่ของคำสั่งเดินทางบนบัสที่อยู่ และคำสั่งจะกลับมาทางบัสข้อมูล PC จะถูกเพิ่มค่าขึ้นทันทีหลังจากที่อยู่ของมันถูกคัดลอกไป เพื่อที่ว่าคำสั่งกระโดด (jump) ที่ถูกเรียกใช้ทีหลังยังสามารถมาแทนที่ค่าเดิมได้

การถ่ายโอนรีจิสเตอร์during fetch occur in this order: Address of PC goes to MAR; MAR sends address to memory; Instruction returns to MDR; MDR copies it to CIR; meanwhile PC is incremented

PC → MAR → Memory → MDR → CIR, พร้อมกับการเพิ่มค่า PC ระหว่างทาง

ฝึกฝน

ข้อใดต่อไปนี้สามารถทำให้เกิดการขัดจังหวะได้? เลือก ทั้งหมด ที่ถูกต้อง

Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today

มีการกดปุ่มคีย์บอร์ด
การหารด้วยศูนย์
นาฬิกาของระบบปฏิบัติการหมดช่วงเวลาการทำงาน
ลูป FOR ถึงค่าสุดท้าย

ถัดไป →

หมายเหตุทบทวนเต็มรูปแบบ: พื้นฐานของโปรเซสเซอร์