Valeo Practices

Multiprocessing

Tue, 16 Sep 2008 21:49:24 +0000

Einige Computer können ihre Arbeit Kluft zwischen einem oder mehreren getrennten CPUs, die Schaffung eines Multiprocessing-Konfiguration. Traditionell wird diese Technik genutzt wurde nur in großen und leistungsstarken Computern wie Supercomputer, Mainframe-Computern und Servern. Allerdings Multiprozessor-und Multi-Kern (mehrere CPUs in einem einzigen integrierten Schaltung) persönliche und Laptop-Computern geworden weithin verfügbar und beginnen zu sehen, erhöht den Einsatz in unteren Ende Märkten als Folge.

Supercomputer insbesondere haben oft sehr einzigartig Architekturen, die sich wesentlich von den grundlegenden gespeicherten Programm-Architektur und von Allzweck-Computer. Oft Funktion Tausenden von CPUs, kundenspezifische High-Speed Interconnects und spezialisierte Computer-Hardware. Solche Konstruktionen sind in der Regel nur für spezialisierte Aufgaben aufgrund des großen Umfangs der Organisation benötigt, um erfolgreich nutzen die meisten der zur Verfügung stehenden Mittel auf einmal. Supercomputer in der Regel sehen den Einsatz in großem Maßstab Simulation, Grafik-Rendering und Kryptographie-Anwendungen, als auch mit anderen sogenannten “peinlich parallele” Aufgaben.

Memory

Tue, 16 Sep 2008 21:48:09 +0000

Ein Computer-Speicher kann als eine Liste von Zellen in der Nummern können oder nicht lesen. Jede Zelle hat eine nummerierte “Adresse” und speichern kann eine einzige Nummer. Der Computer kann darauf hingewiesen werden, dass “die Zahl 123 in die Zelle nummeriert 1357″ oder auf “Hinzufügen der Zahl, die in die Zelle zu 1357 die Zahl, die sich in Zelle 2468 und die Antwort in Zelle 1595″. Die Informationen in den Speicher darstellen können praktisch alles. Buchstaben, Zahlen, selbst Computer-Anweisungen können in den Speicher mit der gleichen Leichtigkeit. Da die CPU nicht zwischen verschiedenen Arten von Informationen, es liegt an der Software zu geben Bedeutung zu, was die Erinnerung sieht als nichts anderes als eine Reihe von Zahlen.

In fast allen modernen Computern, jeder Speicherzelle wird bis zu lagern Binärzahlen in Gruppen von acht Bits (eine so genannte Byte). Jedes Byte in der Lage ist, zu repräsentieren 256 verschiedene Zahlen, entweder von 0 auf 255 oder -128 bis 127. So speichern Sie eine größere Anzahl, mehrere aufeinander folgende Bytes verwendet werden können (in der Regel, zwei, vier oder acht). Wenn negative Zahlen benötigt werden, dann sind in der Regel in Zweierkomplement-Notation. Andere Regelungen sind möglich, aber in der Regel nicht gesehen, außerhalb von spezialisierten Anwendungen oder historischen Kontexten. Ein Computer speichern können jede Art von Informationen im Speicher, so lange kann es irgendwie vertreten in numerischer Form. Moderne Computer haben Milliarden oder sogar Billionen von Bytes an Speicher.

Die CPU enthält eine Reihe von speziellen Speicher-Zellen genannt, registriert werden können gelesen und geschrieben werden, um wesentlich schneller als der Hauptspeicher. Es sind in der Regel zwischen zwei und hundert Register abhängig von der Art der CPU. Register werden für die am häufigsten benötigten Daten Elemente zu vermeiden, dass für den Zugriff auf den Hauptspeicher jedesmal, wenn Daten benötigt werden. Da die Daten ständig gearbeitet, wodurch die Notwendigkeit für den Zugriff auf den Hauptspeicher (das ist oft langsam im Vergleich zu den ALU-und Steuergeräte) erhöht die Geschwindigkeit des Computers.

Computer-Hauptspeicher ist in zwei wichtigsten Sorten: Random Access Memory oder RAM und Nur-Lese-Speicher oder ROM. RAM können gelesen und geschrieben werden, um jederzeit die CPU-Befehle, aber ROM ist mit vorinstalliertem Daten und Software, die nie verändert, so dass die CPU kann nur gelesen werden. ROM ist in der Regel zur Speicherung der Computer den ursprünglichen Start-up-Anweisungen. In der Regel wird der Inhalt des RAM wird gelöscht, wenn die Macht auf der Computer ausgeschaltet ist, während ROM behält seine Daten auf unbestimmte Zeit. In einem PC, der ROM enthält ein spezialisiertes Programm mit dem Namen der BIOS-Laden orchestriert, dass das Betriebssystem des Computers von der Festplatte in den Arbeitsspeicher, wenn der Computer eingeschaltet oder zurückgesetzt wird. In Embedded-Computer, die häufig nicht über Laufwerke, die alle die Software für die Erfüllung der Aufgabe kann im ROM gespeichert. Software, die im ROM gespeichert wird oft als Firmware, weil es theoretisch mehr als Hardware wie Software. Flash-Speicher verwischt der Unterschied zwischen ROM und RAM, indem sie Daten Wenn diese Option ausgeschaltet ist, sondern dass wiederbeschreibbare wie RAM. Allerdings, Flash-Speicher ist in der Regel wesentlich langsamer als herkömmliche ROM und RAM so dass ihr Einsatz beschränkt sich auf Anwendungen, bei denen hohe Geschwindigkeiten sind nicht erforderlich.

In anspruchsvolleren Computer kann es ein oder mehrere Cache-RAM-Speicher, die langsamer als Register, aber schneller als Hauptspeicher. Generell Computer mit dieser Art von Cache sind so konzipiert, um häufig benötigte Daten in den Cache automatisch, oft ohne die Notwendigkeit für ein Eingreifen in die Programmierer-Teil.

Programme

Tue, 16 Sep 2008 21:47:13 +0000

In der Praxis bedeutet dies, ein Computerprogramm kann von nur ein paar Anweisungen für viele Millionen von Anweisungen, wie in einem Programm für eine Textverarbeitung oder einem Web-Browser. Eine typische moderne Computer ausführen kann Milliarden von Instruktionen pro Sekunde (oder Gigahertz GHz) und selten einen Fehler machen über viele Jahre der Tätigkeit. Große Computerprogramme aus mehreren Millionen Anweisungen können sich Teams von Programmierern Jahre zu schreiben, damit die Wahrscheinlichkeit, dass das ganze Programm wurde geschrieben, ohne Fehler ist höchst unwahrscheinlich.

Fehler in Computerprogrammen werden als “Bugs”. Bugs werden können gutartige und keinen Einfluss auf die Nützlichkeit des Programms, oder nur subtile Effekte. Aber in einigen Fällen können sie dazu führen, dass das Programm zum “hängen” - nicht mehr reagieren auf Eingaben wie Mausklicks oder Tastatureingaben oder völlig scheitern oder “Crash”. Sonst gutartige Bugs kann manchmal nutzbar gemacht werden können für bösartige Absicht von einem skrupellosen Benutzer schriftlich ein “Sicherheitsproblem” - Code entwickelt, um die Vorteile eines Fehlers und stören ein Programm, das ordnungsgemäße Ausführung. Bugs sind in der Regel nicht die Schuld des Computers. Seit dem Computer ausführen, nur die Anweisungen sind sie da, Bugs sind fast immer das Ergebnis der Programmierer Fehler oder ein Versehen in die Programm-Gestaltung.

In den meisten Computern, individuelle Anweisungen werden als Maschinencode mit den einzelnen Anweisung erhalten eine eindeutige Nummer (die Operation Code oder Opcode zu kurz). Der Befehl, um zwei Nummern zusammen hätte ein Opcode, den Befehl zu multiplizieren sie hätte ein anderes Opcode und so weiter. Die einfachste Computern in der Lage sind, zur Erfüllung einer Handvoll von verschiedenen Anweisungen, die komplexere Computer haben mehrere hundert zur Auswahl-jedes mit einer einzigartigen numerischen Code. Da der Computer den Speicher in der Lage ist, zu speichern Zahlen, sie können auch die Anweisung Codes. Dies führt zu der wichtigen Tatsache, dass ganze Programme (die sind nur Listen von Anweisungen) dargestellt werden können als Listen von Zahlen und kann selbst manipuliert werden im Inneren des Computers nur als wären sie numerische Daten. Das grundlegende Konzept der Speicherung von Programmen auf dem Computer des Gedächtnisses der neben den Daten, die sie betreiben, ist der Kern des von Neumann, gespeichert oder Programm, Architektur. In einigen Fällen ist ein Computer speichern können einige oder alle der sein Programm im Speicher gehalten wird, dass unabhängig von den Daten, die sie betreibt. Dies wird als der Harvard-Architektur nach der Harvard Mark I Computer. Moderne von Neumann-Computer-Display einige Züge der Harvard-Architektur in ihren Entwürfen, wie in CPU-Caches.

Während es möglich ist, zu schreiben Computerprogrammen so lange Listen von Zahlen (Maschinensprache) und diese Technik verwendet wurde früh mit vielen Computern, [12] Es ist äußerst langweilig zu tun, damit in der Praxis, vor allem für komplizierte Programme. Stattdessen hat jeder grundlegende Anweisungen können mit einem kurzen Namen, ist ein Indiz dafür, ihre Funktion und leicht zu merken-a mnemonisch wie ADD, SUB, MULT oder springen. Diese Mnemonics sind kollektiv bekannt als Computer-Assemblersprache. Konvertieren von Programmen in Assembler in etwas kann der Computer eigentlich verstehen (Maschinensprache) ist in der Regel durch ein Computerprogramm namens ein Assembler. Maschine und die Sprachen Assemblersprachen, die sie vertreten, (zusammenfassend als Low-Level-Programmiersprachen) sind in der Regel nur in einer bestimmten Art von Computer. Zum Beispiel, ein ARM-Architektur Computer (wie kann man in ein PDA oder ein in der Hand gehaltenes Videospiel) kann nicht verstehen, die Sprache der Computer einen Intel Pentium oder AMD Athlon 64 Computer, könnte in einem PC.

Obwohl wesentlich einfacher als in maschinenlesbarer Sprache, Schrift lange Programme in Assembler ist oft schwierig und fehleranfällig. Deswegen werden die meisten Programme sind kompliziert geschrieben in mehr abstrakte High-Level Programmiersprachen, die fähig sind, zum Ausdruck bringen, die Bedürfnisse der Computer-Programmierer bequemer (und damit zur Verringerung Programmierer Fehler). Hochrangige Sprachen sind in der Regel “kompiliert” in Maschinensprache (oder manchmal in Assemblersprache und dann in Maschinensprache) mit einem anderen Computer ein Programm namens Compiler. Seit hohes Sprachen sind mehr als abstrakte Assemblersprache, ist es möglich, verschiedene Compiler übersetzen die gleiche hohe Sprache Programm in die Maschinensprache der vielen verschiedenen Arten von Computersystemen. Dies ist Teil der Mittel, mit denen Software wie Video-Spiele kann zur Verfügung gestellt werden für verschiedene Computer-Architekturen, wie zB Personal-Computer und verschiedene Videospiel-Konsolen.

Die Aufgabe der Entwicklung großer Software-Systeme ist eine ungeheure geistige Anstrengung. Producing-Software mit einem akzeptabel hohe Zuverlässigkeit auf einer berechenbaren und der Haushalt hat sich historisch auf eine große Herausforderung, die akademischen und beruflichen Disziplin Software-Engineering konzentriert sich speziell auf dieses Problem.

Stored Program Architektur

Tue, 16 Sep 2008 21:45:38 +0000

Das bestimmende Merkmal der modernen Computern, das sie von allen anderen Maschinen ist, dass sie programmiert werden. Das ist zu sagen, dass eine Liste von Anweisungen (das Programm) lassen sich die Computer-und IT speichert sie und führen sie in einiger Zeit in die Zukunft.

In den meisten Fällen, Computer Anweisungen sind einfach: fügen Sie eine Nummer zu einem anderen, bewegen einige Daten von einem Ort zum anderen, senden Sie bitte eine Nachricht an einigen externen Gerät, etc. Diese Hinweise sind aus der Computer-Speicher und sind in der Regel durchgeführt (hingerichtet) in der Reihenfolge, in der sie erhielten. Allerdings gibt es in der Regel spezielle Anweisungen zu sagen, den Computer zu springen vor-bzw. rückwärts bis zu einem gewissen anderen Ort auf das Programm und die Ausübung der Ausführung von dort aus. Diese werden als “springen” Anweisungen (oder Zweigniederlassungen). Darüber hinaus springen kann, zu geschehen bedingt, so dass verschiedene Sequenzen von Anweisungen verwendet werden können, je nach Ergebnis der vorherigen Berechnung einige oder einige externe Ereignisse. Viele Computer-Subroutinen direkt unterstützen, indem sie eine Art von springen, “merkt” sich die Position sprang sie aus und ein weiteres Anweisung zur Rückkehr in die Anweisung nach Anweisung springen.

Programmausführung könnte den Charakter ein Buch zu lesen. Während eine Person in der Regel jedes Wort gelesen und Line-in-Sequenz, so können sie in Zeiten springen zurück zu einer früheren Stelle im Text oder Abschnitte überspringen, die nicht von Interesse. Auch ein Computer kann manchmal gehen zurück, und wiederholen Sie den Anweisungen in einigen Abschnitt des Programms immer und immer wieder, bis einige interne Bedingung erfüllt ist. Dies nennt man den Fluss der Kontrolle im Programm, und es ist erlaubt, was der Computer zur Ausführung von Aufgaben wiederholt ohne menschliches Eingreifen.

Vergleichsweise, eine Person mit einem Taschenrechner kann eine einfache arithmetische Operation wie Addition zweier Zahlen mit nur wenigen Taste drückt. Aber, um gemeinsam all die Zahlen von 1 bis 1000 in Anspruch nehmen würde Tausende von Button-Pressen und eine Menge Zeit-mit einer fast Gewissheit, dass ein Fehler. Auf der anderen Seite, ein Computer kann so programmiert werden, dass dies mit nur wenigen einfachen Anweisungen.