🔧 Kompyuter arxitekturasi
Tranzistordan protsessorgacha - 20 bosqichli tushuntirish
Darslik haqida
Har bir dastur oxir-oqibat mashina kodiga aylanadi va protsessorda bajariladi. Bu darslik o'sha pastki qatlamni ochib beradi: sonlar xotirada qanday saqlanadi, nima uchun 0,1 + 0,2 aniq 0,3 bermaydi, NAND elementidan sumator qanday yig'iladi, protsessor ichida nima bor, komanda qanday kodlanadi va bajariladi, kesh nima uchun ishni o'n barobar tezlashtiradi. Har mavzu sxema, jadval va haqiqiy baytlar orqali tushuntiriladi - dasturlash bilimi talab qilinmaydi. Mantiqiy element sxemalari, protsessor tuzilishi, komanda formati va konveyer diagrammalari bilan. Darslik davomida virtual protsessorning ishini bosqichma-bosqich kuzatasiz - mantiqiy elementdan boshlab, assembler va bajarilayotgan dasturgacha.
Darslik mundarijasi
- 1 Arxitektura nima va u qayerdan kelgan? Fon Neyman arxitekturasi, saqlanuvchi dastur g'oyasi, uni kim o'ylab topgani va nima uchun bugungi kompyuterlar hali ham... 8 daq.
- 2 Sanoq sistemalari - 2, 10 va 16 Nima uchun kompyuter ikkilikda ishlaydi, o'rin qiymati, o'n oltilik yozuvning foydasi va qo'lda o'tkazish usuli. 8 daq.
- 3 Manfiy sonlar va to'ldiruvchi kod Nima uchun sodda "ishora biti" ishlamaydi, to'ldiruvchi kod qanday qurilgan, chegaradan oshish va nima uchun -128 bor, +... 9 daq.
- 4 Bitlar bilan ishlash AND, OR, XOR va NOT amallari, surish, bayroqlar va niqoblar, maydonlarni ajratib olish va foydali bit hiylalari. 10 daq.
- 5 Haqiqiy sonlar - IEEE 754 Nima uchun 0,1 + 0,2 aniq 0,3 bermaydi, IEEE 754 bit tuzilishi, maxsus qiymatlar va pul bilan ishlashda nima qilish kera... 9 daq.
- 6 Matn - ASCII dan UTF-8 gacha ASCII jadvali va uning qonuniyatlari, Unicode va UTF-8 kodlash qoidasi, noto'g'ri kodlash oqibatlari va belgi hamda bayt... 9 daq.
- 7 Xotira, manzillar va bayt tartibi Xotira baytlar massivi sifatida, katta va kichik bayt tartibi, bir xil baytlarni turlicha o'qish va tuzilmalarni tekisla... 8 daq.
- 8 Mantiqiy elementlar va sumator NAND universal elementi, undan boshqa elementlarni qurish, yarim va to'liq sumator hamda 8 bitli qo'shuvchi qurilma. 8 daq.
- 9 Protsessor ichida Registrlar nima uchun kerak, ALU va bayroqlar, tashish va toshish farqi hamda boshqaruv qurilmasining vazifasi. 7 daq.
- 10 Komanda sikli Komanda qanday sonlarga kodlanadi, olish-dekodlash-bajarish halqasi, shartli o'tish va takt chastotasining ma'nosi. 7 daq.
- 11 Komandalar to'plami (ISA) ISA nima, RISC va CISC farqi, haqiqiy x86 komandalarining uzunligi, manzillash usullari va nima uchun ARM bugun yutmoqda... 8 daq.
- 12 Assembler tili Assembler nima va nima uchun kerak, haqiqiy NASM dasturi, tizim chaqiruvlari, halqa va bayroqlar hamda assemblerni qacho... 8 daq.
- 13 O'z virtual mashinangiz To'liq ishlaydigan virtual protsessor - komandalar to'plami, kodlash, bajaruvchi halqa, stek va quyi dasturlar. 12 daq.
- 14 Xotira ierarxiyasi va kesh Registrdan diskgacha bo'lgan qatlamlar, kesh qatori tushunchasi, o'lchangan murojaat tartibi ta'siri va kesh modeli. 7 daq.
- 15 Keshga do'st kod Matritsa ko'paytirishda murojaat tartibini o'zgartirish, AoS va SoA joylashuvi, bo'laklab ishlash va o'lchash metodikasi... 7 daq.
- 16 Konveyer va shox bashorati Konveyer g'oyasi va tezlanish chegarasi, to'siqlar, shox bashorati hisoblagichi va spekulyativ bajarish. 7 daq.
- 17 Parallellik - SIMD va ko'p yadro Parallellikning uch darajasi, SIMD registrlari, Amdal qonuni, haqiqiy ko'p jarayonli o'lchov va umumiy xotira muammolari... 8 daq.
- 18 Kiritish-chiqarish va uzilishlar So'rab turish va uzilish farqi, uzilishlar jadvali, kontekst saqlash, DMA va qurilmalar bilan aloqa usullari. 7 daq.
- 19 Manba kodidan mashina kodigacha Kompilyatsiyaning to'rt bosqichi, C kodi assemblerga qanday aylanadi, optimallashtirish nima qiladi va bog'lovchining va... 9 daq.
- 20 Amaliy loyiha - o'z protsessoringiz 13-bo'limdagi mashinaga ikki o'tishli assembler yozish, nishonlar, xato xabarlari va butun zanjirni yopish. 8 daq.