2a: Von Neumann: bottleneck en herhaling

• Informatica
• Middelbare school
• havo, vwo
• Leerjaar 4-6

We hebben al heel wat onderdelen langs zien komen:

3-lagenmodel, von Neumann-architectuur, CPU, bus, ALU, RAM.

Vandaag:

Nieuw: 

• Von Neumann-bottleneck
• Cache-geheugen
• Pipelining

Hier staan nog handige dingen in

De processor programmeren kan hier, met MIEP. Moet wel gedownload worden......

http://informatica.haperen.com/klas4/h3/h3_1.htm

Von Neumann had het wel mooi bedacht, maar een grote bottleneck is, dat er maar 1 instructie tegelijk uitgevoerd kan worden.

Voortdurend worden zaken ontwikkeld om de computer sneller te maken (en nog steeds betrouwbaar)

 

De nieuwste ontwikkeling is een zg. AI-engine, om de verwerkingssnelheid weer verder te verhogen.

https://www.xilinx.com/products/technology/ai-engine.html

Snelheid:

• Verwerkingssnelheid: Uitgedrukt in mips: 
• mips = millions of instructions per second
• Dit is de snelheid waarmee de CPU een instructie uitvoert, en dus waarmee hij de FDE-cycle doorloopt. De fetch-decode-execute-cycle
• Kloksnelheid: De snelheid waarmee iedere keer een seintje gegeven wordt aan de CPU, om te zorgen dat alles synchroon blijft lopen

De verwerkingssnelheid is lager dan de kloksnelheid. Iedere instructie vergt meestal meerdere klokpulsen

1. Meerder kernen (cores) integreren tot 1 chip of processor. Hier kan wat beter mee gemultitasked worden. Iedere core kan bv. een aparte app bedienen. Samen moeten ze wel dezelfde RAM gebruiken
2. Cache: Heel snel geheugen gebruiken, om gegevens, die vaak gebruikt worden, sneller te hebben. Sneller en dichterbij de chip dan het RAM
3. Pipelining: Instructies opdelen in stukjes, die elk tijdens 1 klokpuls uitgevoerd kunnen worden

Bekijk wanneer de CPU zich aan het vervelen is

We bekijken de processor van de micro:bit

Op zich erg klein in vergelijking met een laptop

Welke termen zie je daar o.a.:

Kloksnelheid, SoC, RAM, Flash (=ROM, komt nog), NFC (opzoeken), USB (Afkorting kennen), snelheid hiervan: 2Mbps

Maak een programma op de micro:bit, dat:

• Een dobbelsteen 'rolt'
• Een timer geeft, als je op een knop drukt: Dus bepaal hoeveel tijd je hebt om een vraag te beantwoorden
• Uitbreiding: Als een getal al gegooid is, zorg dan dat dat getal niet meer gegooid kan worden

Spelen:

• Gooi de dobbelsteen
• Bepaal om welk onderwerp het gaat
• Leg het onderwerp uit aan je partner

Klaar met het bestuderen van al die onderwerpen?

Bekijk dan de video over kloksnelheden in de computer.

NIet alleen de CPU heeft een kloksnelheid, maar elk onderdeel. En alles wordt aangestuurd door een kristal, met een lage kloksnelheid.....