คำถามติดแท็ก computer-architecture

คำถามเกี่ยวกับองค์กรและการออกแบบฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์

9
ทำไมการเพิ่มความเร็วอย่างรวดเร็วเท่ากับการทำงานที่ชาญฉลาดในโปรเซสเซอร์รุ่นใหม่?
ฉันรู้ว่าการทำงานของ bit-wise นั้นรวดเร็วสำหรับตัวประมวลผลที่ทันสมัยเนื่องจากสามารถทำงานกับ 32 หรือ 64 บิตในแบบขนานดังนั้นการดำเนินงาน bit-wise จึงใช้เวลาเพียงหนึ่งรอบนาฬิกา อย่างไรก็ตามการเพิ่มเป็นการดำเนินการที่ซับซ้อนซึ่งประกอบด้วยการดำเนินการอย่างน้อยหนึ่งอย่างและอาจเป็นถึงการดำเนินการที่ชาญฉลาดจำนวนโหลดังนั้นฉันจึงคิดว่ามันจะช้าลง 3-4 เท่า ฉันรู้สึกประหลาดใจที่ได้เห็นมาตรฐานที่เรียบง่ายว่าการเพิ่มนั้นเร็วพอ ๆ กับการดำเนินการที่ชาญฉลาด (XOR, OR และอื่น ๆ ) ทุกคนสามารถหลั่งน้ำตาแสงนี้

3
คอมพิวเตอร์ติดตามเวลาได้อย่างไร
คอมพิวเตอร์สามารถบอกเวลาและวันที่ที่ถูกต้องทุกครั้งได้อย่างไร เมื่อใดก็ตามที่ฉันปิดคอมพิวเตอร์ (ปิดเครื่อง) การเชื่อมต่อและกระบวนการทั้งหมดภายในหยุด มันเป็นอย่างไรเมื่อฉันเปิดคอมพิวเตอร์อีกครั้งมันบอกเวลาที่ถูกต้องแน่นอน? คอมพิวเตอร์ปิดไม่สมบูรณ์เมื่อฉันปิดเครื่องหรือไม่ มีบางกระบวนการที่ยังทำงานอยู่หรือไม่? แต่แล็ปท็อปของฉันจะบอกเวลาที่ถูกต้องได้อย่างไรเมื่อฉันนำแบตเตอรี่ออก (และบังคับให้หยุดกระบวนการทั้งหมด) และเริ่มต้นใหม่อีกครั้งหลังจากสองสามวัน

12
ไบต์มี 8 บิตหรือ 9 หรือไม่
ฉันอ่านในการสอนการเขียนโปรแกรมการชุมนุมนี้ว่า 8 บิตใช้สำหรับข้อมูลในขณะที่ 1 บิตสำหรับพาริตี้ซึ่งใช้สำหรับตรวจจับข้อผิดพลาดพาริตี้ (เกิดจากความผิดพลาดของฮาร์ดแวร์หรือการรบกวนทางไฟฟ้า) มันเป็นเรื่องจริงเหรอ?

7
ทำไมโปรเซสเซอร์ถึงมี 32 รีจิสเตอร์?
ฉันสงสัยอยู่เสมอว่าทำไมโปรเซสเซอร์หยุดทำงานที่การลงทะเบียน 32 ครั้ง มันเป็นชิ้นส่วนที่เร็วที่สุดของเครื่องทำไมไม่เพียงสร้างตัวประมวลผลที่ใหญ่กว่าด้วยการลงทะเบียนมากขึ้น? นั่นจะหมายถึงการไปที่ RAM น้อยลงหรือไม่

2
เกิดอะไรขึ้นกับเนื้อหาแคชในการสลับบริบท
ในตัวประมวลผลแบบมัลติคอร์จะเกิดอะไรขึ้นกับเนื้อหาของแคชของคอร์ (เช่น L1) เมื่อมีการสลับบริบทเกิดขึ้นบนแคชนั้น พฤติกรรมขึ้นอยู่กับสถาปัตยกรรมหรือเป็นพฤติกรรมทั่วไปตามด้วยผู้ผลิตชิปทั้งหมดหรือไม่

10
หากความเร็วของประจุไฟฟ้าไม่เปลี่ยนแปลงคอมพิวเตอร์จะเร็วขึ้นได้อย่างไร?
ทุกคนรู้ว่าความเร็วในการคำนวณเพิ่มขึ้นอย่างมากตั้งแต่การประดิษฐ์และดูเหมือนว่าจะดำเนินต่อไป แต่มีสิ่งหนึ่งที่ทำให้ฉันงงงวย: ถ้าคุณวิ่งกระแสไฟฟ้าผ่านวัสดุวันนี้มันจะเดินทางด้วยความเร็วเท่ากับว่าคุณทำมันด้วยวัสดุเดียวกันเมื่อ 50 ปีก่อน เมื่อทราบแล้วคอมพิวเตอร์จะกลายเป็นเร็วขึ้นได้อย่างไร พื้นที่หลักของการออกแบบตัวประมวลผลคืออะไรที่เพิ่มความเร็วอย่างไม่น่าเชื่อ? ฉันคิดว่าอาจเป็นหนึ่งในสิ่งต่อไปนี้: โปรเซสเซอร์ขนาดเล็กกว่า (ระยะทางที่สั้นกว่าสำหรับการเดินทางในปัจจุบัน แต่ดูเหมือนว่าฉันจะชอบที่คุณจะสามารถทำกำไรเล็กน้อยได้ที่นี่) วัสดุที่ดีกว่า

11
ทำไมทุกคนต้องการ CISC
ในการบรรยายระบบคอมพิวเตอร์ของเราเราได้รับการแนะนำให้รู้จักกับโปรเซสเซอร์ MIPS มันถูกพัฒนาขึ้นอีกครั้งในช่วงระยะเวลาและในความเป็นจริงก็ค่อนข้างง่ายที่จะเข้าใจ มันใช้การออกแบบRISCซึ่งเป็นคำสั่งพื้นฐานที่มีการเข้ารหัสเป็นประจำและมีเพียงไม่กี่คำสั่งเพื่อให้สายไฟง่าย มันถูกกล่าวว่าCISCเป็นไปตามปรัชญาที่แตกต่าง ฉันดูสั้น ๆ ที่ชุดคำสั่ง x86และตกใจ ฉันไม่สามารถนึกภาพได้ว่าทุกคนต้องการสร้างโปรเซสเซอร์ที่ใช้ชุดคำสั่งที่ซับซ้อนมากเพียงใด! ดังนั้นฉันคิดว่าจะต้องมีข้อโต้แย้งที่ดีว่าทำไมส่วนใหญ่ของตลาดโปรเซสเซอร์ใช้สถาปัตยกรรม CISC พวกเขาคืออะไร

6
คอมพิวเตอร์ทำงานอย่างไร
ฉันเป็นคนบ้าคอมพิวเตอร์มาหลายปีแล้ว ฉันสามารถเขียนโปรแกรมในไม่กี่ภาษาและฉันยังสามารถสร้างพวกเขาได้ ฉันนั่งลงกับเพื่อนเมื่อวันก่อนและถามว่าคอมพิวเตอร์ใช้พลังงานไฟฟ้าจริง ๆ และทำอะไรกับมันได้อย่างไรและเราก็ไม่สามารถเข้าใจได้และ Google ก็ไม่ได้ช่วยอะไรเช่นกัน ฉันหมายถึงคอมพิวเตอร์ใช้กระแสไฟฟ้าคงที่และเปลี่ยนเป็น 1 และ 0 ของแล้วทำอะไรกับ 1 และ 0 เหมือนเปิดไฟใน 15 วินาที? ผมเข้าใจประตู (AND, OR NOR, NAND, NOT) และเล็ก ๆ น้อย ๆ เกี่ยวกับไดโอด , ตัวต้านทานและทรานซิสเตอร์แต่ฉันคิดนี้จะเป็นสถานที่ที่สมบูรณ์แบบที่จะมีมันอธิบายได้ในแง่ laymens จริง! ใครช่วยชี้ฉันในทิศทางที่ถูกต้องหรือให้คำอธิบายสั้น ๆ กับฉันได้ไหม

2
นักสะสมขยะทั่วไปคือแคชที่เป็นมิตรโดยเนื้อแท้หรือไม่?
ตัวรวบรวมขยะทั่วไปจะเก็บข้อมูลที่จัดสรรไว้ล่าสุดในส่วนหน่วยความจำแยก ในโปรแกรมทั่วไปข้อมูลจำนวนมากมีอายุสั้นดังนั้นการรวบรวมขยะเล็ก (วงจร GC เล็กน้อย) บ่อยครั้งและการรวบรวมขยะเก่านาน ๆ ครั้งเป็นการประนีประนอมระหว่างค่าใช้จ่ายหน่วยความจำและเวลาที่ใช้ในการทำ GC ประโยชน์ของตัวเก็บขยะทั่วไปเมื่อเปรียบเทียบกับตัวรวบรวมพื้นที่เดียวควรเพิ่มขึ้นเนื่องจากอัตราส่วนเวลาแฝงของหน่วยความจำหลักเมื่อเทียบกับแคชเพิ่มขึ้นเนื่องจากข้อมูลในพื้นที่เล็กเข้าถึงได้บ่อยครั้งและเก็บไว้ในที่เดียว ผลการทดลองยืนยันด้วยสัญชาตญาณนี้หรือไม่?

7
คอมพิวเตอร์ตรวจสอบว่าตัวเลขมีขนาดเล็กกว่าหรือมากกว่าได้อย่างไร
มันอาจฟังดูเหมือนคำถามงี่เง่า แต่ฉันอยากรู้จริงๆว่าคอมพิวเตอร์รู้ได้อย่างไรว่า ? คอมพิวเตอร์จะทราบได้อย่างไรว่าลำดับของจำนวนเต็มคือและตัวอักษรคือ A, B, C, D, ... มีที่เก็บไว้ในฮาร์ดแวร์หรือระบบปฏิบัติการให้ข้อมูลประเภทนี้หรือไม่?1 , 2 , 3 , 4 , 5 , ...1 &lt; 21&lt;21<21 , 2 , 3 , 4 , 5 , ...1,2,3,4,5,...1,2,3,4,5,\ldots


2
เหตุใด C ประเภทโมฆะจึงไม่คล้ายกับประเภทที่ว่าง / ด้านล่าง
Wikipedia ตลอดจนแหล่งข้อมูลอื่น ๆ ที่ฉันได้พบรายการvoidประเภทC เป็นหน่วยประเภทซึ่งตรงข้ามกับประเภทที่ว่างเปล่า ฉันพบว่ามันสับสนเพราะฉันคิดว่าvoidเหมาะกับนิยามของประเภทที่ว่าง / ล่าง ไม่มีค่านิยมใด ๆ อยู่voidเท่าที่ฉันจะบอกได้ ฟังก์ชั่นที่มีประเภทคืนค่าเป็นโมฆะระบุว่าฟังก์ชั่นจะไม่ส่งคืนสิ่งใดดังนั้นจึงสามารถทำงานได้เพียงผลข้างเคียงเท่านั้น ตัวชี้ชนิดvoid*เป็นชนิดย่อยของชนิดตัวชี้อื่นทั้งหมด นอกจากนี้การแปลงไปยังและจากvoid*ใน C นั้นเป็นนัย ผมไม่แน่ใจว่าถ้าจุดสุดท้ายมีบุญใด ๆ ที่เป็นข้อโต้แย้งสำหรับvoidการเป็นประเภทที่ว่างเปล่าเป็นมากหรือน้อยเป็นกรณีพิเศษที่มีความสัมพันธ์ไม่มากที่จะvoid*void ในทางกลับกันvoidตัวมันเองไม่ใช่ประเภทย่อยของประเภทอื่นทั้งหมดซึ่งเท่าที่ฉันสามารถบอกได้ว่าเป็นข้อกำหนดสำหรับประเภทที่จะเป็นประเภทด้านล่าง
28 type-theory  c  logic  modal-logic  coq  equality  coinduction  artificial-intelligence  computer-architecture  compilers  asymptotics  formal-languages  asymptotics  landau-notation  asymptotics  turing-machines  optimization  decision-problem  rice-theorem  algorithms  arithmetic  floating-point  automata  finite-automata  data-structures  search-trees  balanced-search-trees  complexity-theory  asymptotics  amortized-analysis  complexity-theory  graphs  np-complete  reductions  np-hard  algorithms  string-metrics  computability  artificial-intelligence  halting-problem  turing-machines  computation-models  graph-theory  terminology  complexity-theory  decision-problem  polynomial-time  algorithms  algorithm-analysis  optimization  runtime-analysis  loops  turing-machines  computation-models  recurrence-relation  master-theorem  complexity-theory  asymptotics  parallel-computing  landau-notation  terminology  optimization  decision-problem  complexity-theory  polynomial-time  counting  coding-theory  permutations  encoding-scheme  error-correcting-codes  machine-learning  natural-language-processing  algorithms  graphs  social-networks  network-analysis  relational-algebra  constraint-satisfaction  polymorphisms  algorithms  graphs  trees 


3
หน่วยประมวลผลกลางทำอะไรในขณะที่รอการดึงหน่วยความจำหลัก
สมมติว่าคำขอ l1 และ l2 แคชส่งผลให้พลาดตัวประมวลผลจะหยุดทำงานจนกว่าหน่วยความจำหลักจะถูกเข้าถึงหรือไม่? ฉันได้ยินเกี่ยวกับแนวคิดของการเปลี่ยนไปใช้เธรดอื่นถ้าเช่นนั้นจะใช้อะไรในการปลุกเธรดที่ค้างอยู่

6
ทำไมประตูย้อนกลับไม่ได้ใช้?
ผมอ่านหนังสือ "เอกพจน์อยู่ใกล้" เขียนโดยเคิซและเขากล่าวถึงประตูพลิกกลับเหมือนเช่นประตู Fredkin ข้อได้เปรียบที่ใช้ประตูดังกล่าวคือเราสามารถกำจัดของเสียจากความร้อนที่เกี่ยวข้องกับการคำนวณที่บิตหายไปในความร้อนและการคำนวณนั้นไม่ต้องการพลังงานใด ๆ สมมติฐานเหล่านั้นทำให้ประตูเหล่านี้ดูเหมือนเป็นคำตอบที่มหัศจรรย์ ดังนั้นคำถามคือสิ่งที่อุปสรรคทางเทคนิคยังคงป้องกันการใช้งานขนาดใหญ่ของพวกเขา ฉันยังคิดว่ามันเป็นความอัปยศที่ฉันไม่เคยได้ยินเกี่ยวกับประตูเหล่านั้นในระดับปริญญาตรีวิศวกรรมไฟฟ้าและการศึกษาปริญญาโทของฉันที่มหาวิทยาลัยชั้นนำของเยอรมัน ...

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.