Gábor Dénes Főiskola Győr
Mikroszámítógépek Előadás vázlat 102 2005/2006 tanév 2. szemeszter Készítette: Markó Imre 2006
Bevezetés A tantárgy oktatásának célja: –
a számítógép hardverének megismertetése
A tantárgy által tárgyalt témakörök: –
A mikroszámítógép-rendszerek felépítése
–
Számítógép architektúrák
–
Központi feldolgozó egység
–
Tárolókezelés
–
Perifériák kezelése
–
PC-k felépítése, alkatrészeik működése
–
PC-k alkatrészeinek kiválasztása, szerelése
Készítette: Markó Imre 2006
Számonkérések, ajánlott irodalom A tantárgy elméleti számonkérése elméletileg a Számítástechnika szigorlaton történik! A konzultációkat követően ZH-kat írnak, amelyek mindegyikének megírása és legalább 61% átlaga esetén aláírás kapható. Ajánlott szakirodalom: – Budai Attila : Mikroszámítógép-rendszerek – Cserny László: Mikroszámítógépek – Markó Imre: PC-k konfigurálása és installálása – Abonyi Zsolt: PC hardver kézikönyv – Agárdi Gábor - Hadi János: Fókuszban a Pentium – Cserny László: RISC processzorok – Előadás vázlatok (számonkérés ebből) Készítette: Markó Imre 2006
A hardverrétegek jellemzői A HARDVER FOGALMA: A számítógépet alkotó eszközök (áramkörök, mechanikus berendezések, kábelek, csatlakozók, perifériák) összefoglaló neve. HIERARCHIKUS FELÉPÍTÉSSEL MODELLEZZÜK Rendszerszint (System Architectural Level) Rendszerszinten a számítógép hardverét félautomatikus fő-részegységeivel írjuk le (processzor, interfész, tároló stb.). Processzor
Készítette: Markó Imre 2006
Memória
I/O eszköz
I/O eszköz
I/O eszköz
A hardverrétegek jellemzői Algoritmikus szint (Algorithmic Level) Ezen a szinten megadjuk az egyes részegységeket alkotó hardver modulokat és algoritmusokat (CU, ALU, regiszterek stb.). Aritmetikai és logikai egység Vezérlőegység
Regiszterkészlet Készítette: Markó Imre 2006
A hardverrétegek jellemzői Funkcionális blokkok szintje (Functional Block Level) Meghatározzuk a hardver modulok funkcionális blokkokból (például regiszterek, számlálók stb.) való felépítését, műveletvégzését és az ezek közötti adatátvitelt. Akkumulátor
Szorzóregiszter
Adatregiszter
Párhuzamos összeadó Kimeneti sín + *
Bemeneti sín Vezérlő egység /
Készítette: Markó Imre 2006
A hardverrétegek jellemzői Logikai szint A hardvert kapuáramkörökkel specifikáljuk, eszköze a Boole-algebra. S +
D
& C
+
1 & A
Készítette: Markó Imre 2006
B
A hardverrétegek jellemzői Áramköri szint A jeleket már folytonos mennyiségeknek tekintjük (feszültség). Építőelemek a tranzisztorok, kondenzátorok stb. +12V
Kimenet
Készítette: Markó Imre 2006
A hardver Y diagramja RENDSZER SZINT VISELKEDÉSI MODELL
ALGORITMIKUS SZINT
STRUKTÚRÁLIS
FUNKCIONÁLIS BLOKK SZINT Rendszerspecifikáció CPU, memória Algoritmus LOGIKAI SZINT ALU, CU Műveletek Regiszterek Bool-algebra Kapuk Differenciál Alkatrészek egyenletek
ÁRAMKÖRI SZINT
Tranzisztor maszkok Cellák Blokksémák Csoportok Fizikai részek Készítette: Markó Imre 2006
FIZIKAI/GEOMETRIAI
Számítógép generációk 1. generáció (1950-1955) Műveleti sebesség: Központi memória mérete: Jellemző építőelemek: Maximális háttérkapacitás: Jellemző szoftverelemek:
Készítette: Markó Imre 2006
0,01 MIPS 50 KB elektroncső, mágnesdob 10 MB gépi kód
Számítógép generációk 2. generáció (1956-1964) Műveleti sebesség: Központi memória mérete: Jellemző építőelemek: Maximális háttérkapacitás: Jellemző szoftverelemek:
1 MIPS 500 KB tranzisztor, mágneslemez 1 GB operációs rendszer
programnyelvek
Készítette: Markó Imre 2006
Számítógép generációk 3. generáció (1965-1977) Műveleti sebesség: Központi memória mérete: Jellemző építőelemek: Maximális háttérkapacitás: Jellemző szoftverelemek:
Készítette: Markó Imre 2006
10 MIPS 10 MB IC, félvezetők 10 GB többfelhasználós op. r. 3. gen. prg. nyelvek
Számítógép generációk 4. generáció (1978-1990) Műveleti sebesség: Központi memória mérete: Jellemző építőelemek: Maximális háttérkapacitás: Jellemző szoftverelemek:
100 MIPS 100 MB LSI, uP, 64 kb chipek 100 GB egységes op. rendszerek adatbázis-kezelők
hálózati szoftverek 4 GL
Készítette: Markó Imre 2006
Számítógép generációk 5. generáció (1991-2005) Műveleti sebesség: Központi memória mérete: Jellemző építőelemek: Maximális háttérkapacitás: Jellemző szoftverelemek:
Készítette: Markó Imre 2006
1 000 MIPS 1 GB VLSI, 1 Gb chipek 1 TB internet multimédia mesterséges intelligencia
A hardver szabványos leírása Problémák a hardver leírásánál – bonyolult integrált áramkörök – áramköri szinten lehetetlen tervezni – csoportmunka nem megoldható, de egy ember nem tervezhet – dokumentációt készíteni lehetetlen MEGOLDÁSOK – rétegmodell – számítógéppel segített tervezés – szabványos hardver leírónyelv (Very High Speed Integrated Circuits Hardware Description Language, VHDL) - 1987 (IEEE) és 1989 (ANSI) Készítette: Markó Imre 2006
A hardver szabványos leírása Hardverfejlesztés VHDL-lel
Feladatspecifikáció Hardver leírás algoritmikus szinten Hardver leírás VHDL nyelven Gyártófüggetlen logikai kapuáramkör tervek Gyártófüggő logikai kapuáramkör tervek Integrált áramköri CAD/CAM tervek
Készítette: Markó Imre 2006
Szimuláció és ellenőrzés
A hardver szabványos leírása VHDL egységei – architektúra – megadja a hardver egység funkcióit és szerkezetét – interfész – ez egységek közötti kommunikáció – konfiguráció – az architektúrák és az interfészek egymáshoz rendelése
Készítette: Markó Imre 2006
A hardver szabványos leírása VHDL egységei Interfész 1 leírás
Interfész n leírás
Készítette: Markó Imre 2006
Funkciók
Szerkezet
Arcitektúra 1
Arcitektúra n
Konfiguráció
A hardver szabványos leírása Architektúra ain
bin
cin (3:0)
ENTITY add_1b IS PORT (ain, bin : IN std_logic; cin: IN std_logic_vector(0 to 3);
Felépítés vagy viselkedés eout
fout
Készítette: Markó Imre 2006
eout, fout : OUT std_logic; dout : OUT std_logic_vector (0 to 3)) END add_1b;
dout(3:0)
Számítógép architektúrák
Készítette: Markó Imre 2006
Architektúra fogalma Számítógéprendszer architektúra: a számítógép funkcionális felépítésének, a részegységek kommunikációs kapcsolatainak, valamint a rendszer specifikációjának együttese (részegységek, funkciók, interfész protokollok). F=CxTxU számítógép egy feladat teljesítmény elvégzéséhez szükséges idő C egy utasításra eső átlagos ciklusszám T
egy ciklushoz szükséges idő
U
a feladatvégrehajtáshoz szükséges utasításszám Készítette: Markó Imre 2006
Architektúra fogalma A teljesítménynövelés módszerei U csökkentése
Hatékony programozás és
fordítóprogram Áramköri fejlesztés
T csökkentése
C
csökkentése (párhuzamosítás)
Készítette: Markó Imre 2006
Magasabb órajel frekvencia
Architektúra
fejlesztés
A teljesítmény mérése A számítógépek teljesítményének mérése MIPS (≡ MOPS) MFLOPS
Million Instructions per Second Millions of Floating Point Operations
per Second benchmark → Teljesítménymérő program lényeg: alkalmazásfüggő és átlag!!! példa: intel icomp index : 2.0 A teljesítmény nem csak az architektúrától, hanem az egyes részegységek, valamint az egész rendszer összehangoltságától is nagymértékben függ!!! Készítette: Markó Imre 2006
A szg-rendszerek osztályozása A számítógépes rendszerek osztályozása teljesítmény szerint: mikro (kis), közép és nagyszámítógépek Az utasításkészlet szerint: komplex- (CISC, Complex Instructions Set
Computer) és egyszerűsített utasításkészletű gépek (RISC, Reduced Instructions Set Computer) Készítette: Markó Imre 2006
A szg-rendszerek osztályozása A számítógépes rendszerek osztályozása az utasítás és adatfolyamatok száma szerint: SISD (Single Intruction Stream Single Data Stream) SIMD (Single Intruction Stream Multiple Data
Stream), MISD (Multiple Intruction Stream Single Data Stream), MIMD (Multiple Intruction Stream Multiple Data Stream)
Készítette: Markó Imre 2006
A szg-rendszerek osztályozása A számítógépes rendszerek osztályozása A számítógép működési elve szerint: Neumann és nem Neumann elvű architektúrák Az egy időben kiszolgált felhasználók száma és a
kiszolgálás időbelisége szerint multiprogramozás real time rendszer pipeline
Készítette: Markó Imre 2006
A szg-rendszerek osztályozása Nagyszámítógépek mainframe Nagy műveleti sebesség Nagy tárolókapacitás Speciális működési feltételek (pl. kondicionálás) Nagy megbízhatóságú működés A mission-criticals követelményeknek megfelel
Jellemző adatok: Processzor szám: Memóriaméret: Háttértárkapacitás: Készítette: Markó Imre 2006
8 – 1024 db 4 Gbájt fölött 100 Gbájt fölött
A szg-rendszerek osztályozása Hibatűrő architektúrák A meghibásodások nem okoznak üzemkiesést
Tandem rendszerek Multiprocesszoros rendszerek Egyszerű hibatűrés Dupla csatornás IP vezérlők Üzenet alapú operációs rendszerek
Készítette: Markó Imre 2006
A szg-rendszerek osztályozása Hibatűrő architektúrák hardver felépítése Központi egység Hálózatvezérlő processzor
Processzor 1
Hálózatvezérlő processzor
Terminálvezérlő Távoli terminál Készítette: Markó Imre 2006
Processzor n
Lemezvezérlő Lemezvezérlő
Szerviz processzor
Főtár
A szg-rendszerek osztályozása Középgépek (Minicomputer, Workstation) Közepes
teljesítményű gépek, amelyek 32 bites architektúrán 32 bites operációs rendszert futtatnak. Többprocesszoros rendszer SMP architektúrával Jellemző adatok: Processzor szám: 2 – 12 db Memóriaméret: 256 Mbájt fölött Háttértár kapacitás: 40 Gbájt fölött
Készítette: Markó Imre 2006
A szg-rendszerek osztályozása Kisszámítógépek (microcomputer) Kis teljesítményű Egy műveletvégző egység Önálló munkavégzés Asztali vagy hordozható kivitel
Jellemző adatok: Processzor szám: Memóriaméret: Háttértárkapacitás:
Készítette: Markó Imre 2006
1 db 64 Mbájt fölött 10 Gbájt fölött
A szg-rendszerek osztályozása Csoportosítás utasítás- és adatfolyamok száma szerint Utasításfolyam: az utasítások egymás utáni folyamata,
amiket egy program futása során végrehajt Adatfolyam: azok az adatok, amelyekkel utasításfolyam műveleteket végez Az utasításfolyam nem azonos a programlistával!!!
Készítette: Markó Imre 2006
az
A szg-rendszerek osztályozása Single Instruction Stream, Single Data Stream Utasításfolyam: az utasítások egymás utáni folyamata,
amiket egy program futása során végrehajt Neumann architektúrájú gépek PC-k processzorai Pentium MMX-ig
Utasításfolyam Adatfolyam Készítette: Markó Imre 2006
Utasítás 1
Utasítás 1
...
Utasítás n
Adat 1
Adat 2
...
Adat n
A szg-rendszerek osztályozása Single Instruction Stream, Multiple Data Stream Több ALU Vektorműveletek végzése 3D-s utasítások gyors feldolgozása
Utasításfolyam
Adatfolyamok
Készítette: Markó Imre 2006
Utasítás 1
Utasítás 1
Adatok 1
Adatok 2
Adatok 1
Adatok 2
Adatok 1
Adatok 2
... Utasítás n
... ... ...
Adatok n
Adatok n Adatok n
A szg-rendszerek osztályozása Single Instruction Stream, Multiple Data Stream Közös memóriahasználat (Disztributed Memory) Osztott memóriahasználat (Shared Memory) CPU
Adatok ALU 1 1
CPU
Adatok ALU 2 11
Memória
Készítette: Markó Imre 2006
Adatok ALU 1 1
Adatok ALU 2 11
Memória 1
Memória 2
A szg-rendszerek osztályozása Multiple Instruction Stream, Single Data Stream Gyakorlatilag nem léteznek Ide sorolható a pipeline fault tolerant
Készítette: Markó Imre 2006
A szg-rendszerek osztályozása Multiple Stream
Instruction
Stream,
Multiple
Data
Multiprocesszoros gépek Több vezérlő és több végrehajtó egység
Utasításfolyamok
Adatfolyamok
Készítette: Markó Imre 2006
Utasítás 1
Utasítás 1
Utasítás 1
Utasítás 1
Adatok 1
Adatok 2
Adatok 1
Adatok 2
... ... ... ...
Utasítás n
Utasítás n
Adatok n
Adatok n
A szg-rendszerek osztályozása Teljesítménynövelés módszerei Miért van szükség a teljesítmény növelésére? bonyolultabbakká váltak a megoldandó feladatok kevés idő a számításra – real time az
alkalmazások növekedésével a gépek teljesítménye nem arányosan növekedett összetettebb feladatok megoldásának igénye költségmegtakarítás
Készítette: Markó Imre 2006
A szg-rendszerek osztályozása Péda a számítási teljesítményre Időjárás előrejelzés A légkört felosztják 3D cellákra A számítási feladatokat minden cellában el kell
végezni bizonyos időközönként A cellák mérete legyen 1 x 1 x 1 km és ezt végezzük el egészen a 15 km-es magasságig Ez összességében mintegy 1,8 x 109 cellát jelent Ha minden számítás 200 lebegőpontos számítást igényel, akkor a teljes légkörre vonatkoztatva ez 3,6 x 1012 számítást jelent Készítette: Markó Imre 2006
A szg-rendszerek osztályozása Péda a számítási teljesítményre Időjárás előrejelzés Ha
az előrejelzést 10 napra szeretnénk meghatározni, 10 perces felbontással, akkor ehhez 100 MFLOPS sebességgel számolva mintegy 5,2 x 107 másodpercre van szükség, vagyis több mint 100 napra A 10 perces számítás 3 TFLOPS teljesítményt igényelne
Készítette: Markó Imre 2006
A szg-rendszerek osztályozása Teljesítménynövelés módszerei Strukturális Párhuzamosítás CPU-n belül vektorszámítógépek pipeline szuperskalár architektúra Párhuzamosítás CPU-n kívül társprocesszor multiprocesszoros architektúrák Nem hagyományos rendszerek neurális hálók
Készítette: Markó Imre 2006
A szg-rendszerek osztályozása CISC (Complex architektúrák
Instruction
Set
Computer)
Összetett, bonyolult utasítások Bármely utasítás igénybe veheti a tárolót Kismértékű pipeline Változó hosszúságú utasítások Sokféle utasítás és címzési mód Bonyolult mikroprogram és egyszerű fordítóprogram Kis regiszterkészlet Védelem megoldása hardveres úton Készítette: Markó Imre 2006
A szg-rendszerek osztályozása RISC (Reduced architektúrák
Instruction
Set
Computer)
Egyszerű utasítások, 1 gépi ciklus hosszal Csak a LOAD/STORE fér a tárolóhoz Nagymértékű pipeline Egyforma hosszúságú utasítások Kevés utasítás és címzési mód Bonyolult fordítóprogram és egyszerű mikroprogram Nagy regiszterkészlet Védelem megoldása szoftveres úton Készítette: Markó Imre 2006
A szg-rendszerek osztályozása Vektorszámítógépek Vektorműveletek hatékony elvégzése a3
b3
a2
b2
a1
b1
a3 + b3 a2 + b2 a1 + b1 Készítette: Markó Imre 2006
a1
a2
a1 + b1
b1
a3
a2 + b2
b2
b3
a3 + b3
A szg-rendszerek osztályozása Utasításfeldolgozás gyorsítása pipeline-nal Péda: autógyár Motor 5 perc
Ajtó
Kerekek
1. autó
10 perc
1. autó
15 perc
1. autó
20 perc 25 perc
Festés
1. autó 2. autó
30 perc 35 perc 40 perc Készítette: Markó Imre 2006
2. autó 2. autó 2. autó
A szg-rendszerek osztályozása Utasításfeldolgozás gyorsítása pipeline-nal Péda: autógyár Motor
Ajtó
Kerekek
Festés
5 perc
1. autó
10 perc
2. autó
1. autó
15 perc
3. autó
2. autó
1. autó
20 perc
4. autó
3. autó
2. autó
1. autó
4. autó
3. autó
2. autó
4. autó
3. autó
25 perc 30 perc 35 perc 40 perc Készítette: Markó Imre 2006
4. autó
A szg-rendszerek osztályozása Utasításfeldolgozás gyorsítása pipeline-nal Fetch
Dekódolás
Végrehajtás
Visszaírás
1. ciklus
1. utasítás
2. ciklus
2. utasítás
1. utasítás
3. ciklus
3. utasítás
2. utasítás
1. utasítás
4. ciklus
4. utasítás
3. utasítás
2. utasítás
1. utasítás
4. utasítás
3. utasítás
2. utasítás
4. utasítás
3. utasítás
5. ciklus 6. ciklus 7. ciklus 8. ciklus Készítette: Markó Imre 2006
4. utasítás
A szg-rendszerek osztályozása Szuperskalár architektúra Fetch 1. ciklus
1. utasítás
2. ciklus
Tétlen
3. ciklus
2. utasítás
Dekódolás
Tétlen
5. ciklus
2. utasítás
7. ciklus 8. ciklus 9. ciklus Készítette: Markó Imre 2006
Visszaírás
1. utasítás
4. ciklus
6. ciklus
Végrehajtás
1. utasítás
2. utasítás
1. utasítás Tétlen 2. utasítás
A szg-rendszerek osztályozása Szuperskalár architektúra Fetch
Dekódolás
1. ciklus
1. utasítás
1. utasítás 0.
2. ciklus
Tétlen
Tétlen
3. ciklus
2. utasítás
1. utasítás
4. ciklus
Tétlen
Tétlen
5. ciklus
1. utasítás 3.
2. utasítás
6. ciklus
Tétlen
Tétlen
7. ciklus
2. utasítás 4.
1. utasítás 3.
8. ciklus
Tétlen
Tétlen
9. ciklus
5. utasítás
4. utasítás
10. ciklus
Tétlen
Tétlen
Készítette: Markó Imre 2006
Végrehajtás
-1. utasítás
0. utasítás
1. utasítás
2. utasítás
3. utasítás
Visszaírás -2. utasítás Tétlen -1. utasítás Tétlen 0. utasítás Tétlen 1. utasítás Tétlen 2. utasítás Tétlen
A szg-rendszerek osztályozása Szuperskalár architektúra Fetch
Dekódolás
1. ciklus
1. utasítás
2. ciklus
2. utasítás
1. utasítás
3. ciklus
3. utasítás
2. utasítás
4. ciklus
4. utasítás
3. utasítás
5. ciklus
4. utasítás
6. ciklus 7. ciklus 8. ciklus 9. ciklus 10. ciklus
Készítette: Markó Imre 2006
Végrehajtás1 Végrehajtás2 Visszaírás
1. utasítás 2. utasítás 3. utasítás 4. utasítás
1. utasítás 2. utasítás 3. utasítás 4. utasítás
A szg-rendszerek osztályozása Szuperskalár architektúra Fetch
Dekódolás
1. ciklus
1. utasítás
0. utasítás
2. ciklus
2. utasítás
1. utasítás
3. ciklus
3. utasítás
2. utasítás
4. ciklus
4. utasítás
3. utasítás
5. ciklus
1. utasítás 5.
4. utasítás
6. ciklus
6. utasítás
5. utasítás
7. ciklus
7. utasítás
6. utasítás
8. ciklus
8. utasítás
7. utasítás
9. ciklus
9. utasítás
8. utasítás
10. ciklus
10. utasítás
9. utasítás
Készítette: Markó Imre 2006
Végrehajtás1 Végrehajtás2 Visszaírás
-1. utasítás
-2. utasítás 0. utasítás
1. utasítás 2. utasítás 3. utasítás 4. utasítás 5. utasítás 6. utasítás 7. utasítás
8. utasítás
-3. utasítás -2. utasítás -1. utasítás 0. utasítás 1. utasítás 2. utasítás 3. utasítás 4. utasítás 5. utasítás 6. utasítás
A szg-rendszerek osztályozása Multiprocesszoros architektúrák MIMD architektúrák Feladatkiosztás Durvaszemcsés Finomszemcsés Erőforrás használat Közös erőforrások Részben vagy teljesen önálló erőforrások
Készítette: Markó Imre 2006
A szg-rendszerek osztályozása Párhuzamosítás processzoron kívül I/O processzorok a mainframeknél Társprocesszorok Grafikus társprocesszor Hangfeldolgozó társprocesszor
Készítette: Markó Imre 2006
A szg-rendszerek osztályozása Kommunikáció multiprocesszoros architektúrákban Ütemezés Szinkron Aszinkron Kapcsolat felépítés Circuit switching Packet switching
Készítette: Markó Imre 2006
A szg-rendszerek osztályozása Kommunikáció multiprocesszoros architektúrákban Vezérlés Központi Decentrális Topológia Statikus Dinamikus
Készítette: Markó Imre 2006
A szg-rendszerek osztályozása Symmetric Multi-Processing egyforma processzorok (max 16) közös vagy osztott memóriahasználat közös sínrendszer külön gyorstár bonyolult hardver operációs rendszer szinten támogatni kell alkalmazásszinten támogatni kell belső SMP - Hyper-Threading
Készítette: Markó Imre 2006
A szg-rendszerek osztályozása Symmetric Multi-Processing CPU
CPU
CPU
CPU
Cache
Cache
Cache
Cache
Nagy sávszélességű sínrendszer
Memória
Memória
Készítette: Markó Imre 2006
Memória
Memória
A szg-rendszerek osztályozása Symmetric Multi-Processing Memória
CPU
Memória
... 4 2 0
CPU
Processzor sínrendszer
... 5 3 1
Crossbar switch
Cache
CPU
Processzor sínrendszer Cache
Processzor sínrendszer
IO vezérlő
CPU
IO vezérlő
Készítette: Markó Imre 2006
IO vezérlő
A szg-rendszerek osztályozása memória interfész
10-port SRAM
I/O interfész
Készítette: Markó Imre 2006
Kapcsoló port 5
Kapcsoló port 2
processzor interfész
memória interfész
Kapcsoló port 2
Kapcsoló port 4
Kapcsoló port 2
processzor interfész
Crossbar Switch
A szg-rendszerek osztályozása Memória vezérlés felépítése Cím Adat
Cache
Cache
Memória vezérlő Memory Access Controller MAC
CPU sín
Memória tömb
I/O sín Készítette: Markó Imre 2006
Memória tömb
Adatpuffer Data Interface Buffer DIB
CPU sín
A szg-rendszerek osztályozása Sejtrendszerű MP (Cellular MP, CMP) Open Server arhitektúra Intel
processzorok és mainframe technológiák ötvözete nagyfokú skálázhatóság egy nagy SMP vagy több kis SMP partíciós architektúra minden partíciót az operációs rendszer felügyel minden partíció önállóan is működőképes
Készítette: Markó Imre 2006
A szg-rendszerek osztályozása Sejtrendszerű MP (Cellular MP, CMP) kétféle particionálási lehetőség statikus - még a bootolás előtt, nem változtatható dinamikus
az erőforrások folyamatos újrakiosztása a feladat függvényében osztott memóriahasználat két elektromos domain a kapcsolatot keresztkapcsoló oldja meg (crossbar switching)
Készítette: Markó Imre 2006
A szg-rendszerek osztályozása Tudásalapú rendszerek információfeldolgozó, tanulni képes rendszerek a működés alapja a neuron a
neuronok szinaptikus súlyokon keresztül kapcsolódnak a neuron kimenetén a bemeneti információ egy függvénnyel módosított értéke jelenik meg ANN (Artificial Neuron Network) számítógépes program E k = f E i i Készítette: Markó Imre 2006
A szg-rendszerek osztályozása Tudásalapú rendszerek topológiája Előfeldolgozás Bemeneti neuron Inverz neuron Kimeneti neuron „Összesítő”
Készítette: Markó Imre 2006
A szg-rendszerek osztályozása Tudásalapú rendszerek topológiája W1 Bemenetek
W2 W3 W4 W5 W6 Készítette: Markó Imre 2006
F(net)
A szg-rendszerek osztályozása Tudásalapú rendszerek topológiája
Bemenetek
PE PE PE
PE
Kimenet PE
PE PE
PE PE PE
PE - processing element Készítette: Markó Imre 2006
A szg-rendszerek osztályozása Tudásalapú rendszerek működése az aktuális adat a bemenetekre érkezik a hálózat kiszámítja a kimenetet az eredményt összehasonlítjuk a kívánatos értékkel az
eltérés hibája alapján a szinaptikus súlyok módosításra kerülnek
Készítette: Markó Imre 2006
A szg-rendszerek osztályozása Tudásalapú rendszerek alkalmazása Felismerés, osztályozás, analizálás egészségügyi diagnózisok célmegjelölés karakterfelismerés hazugságvizsgálat beszédfelismerés
Készítette: Markó Imre 2006
A szg-rendszerek osztályozása Tudásalapú rendszerek alkalmazása Függvények, közelítéses számítás folyamatok modellezése folyamat vezérlés adatmodellezés eszköz diagnosztika
Készítette: Markó Imre 2006
A szg-rendszerek osztályozása Tudásalapú rendszerek alkalmazása Időalapú előrejelzés pénzügyi előrejelzések, analízisek összeomlás, csőd előrejelzés kereskedelmi előrejelzések dinamikus rendszer modellezés
Készítette: Markó Imre 2006
A szg-rendszerek osztályozása Felhasználók száma szerinti csoportosítás Egyfelhasználós Többfelhasználós
Készítette: Markó Imre 2006
A szg-rendszerek osztályozása Multiprogramozás Lassú I/O műveletek holtidejének csökkentése Több folyamat egyidejű végrehajtása Feltételei: memória partíciók I/O vezérlések 1. prg. folyamat
processzor 1. utasítás
1. utasítás
2. prg. folyamat
Tétlen
processzor 1. utasítás
... n. prg. folyamat
I/O
processzor
1. utasítás
I/O
... Tétlen
Készítette: Markó Imre 2006
Tétlen
processzor
I/O
A szg-rendszerek osztályozása A multiprogramozás fajtái Időosztásos multiprogramozás Paritásos multiprogramozás
A felhasználói kiszolgálás időbeliségének függvényében: Kötegelt feldolgozás a feladatokat összegyűjtik Interaktív feldolgozás a feladat végrehajtását a felhasználó befolyásolja I/O vezérlések
Készítette: Markó Imre 2006
A szg-rendszerek osztályozása Interaktív feldolgozás Dialógus üzemmód Terminál üzemmód Tranzakció orientált üzemmód Folyamatvezérlő üzemmód (Process Control) Valós idejű feldolgozás (Real Time processing)
Készítette: Markó Imre 2006
A szg-rendszerek osztályozása Feladatvégrehajtó egységek szerinti csoportosítás
elhelyezkedése
Centralizált rendszer egy központi és végrehajtó egység Decentralizált rendszer több,
önálló vezérléssel rendelkező amelyeket hálózat kapcsol össze Szerepkörök lehetnek: Master és Slave Készítette: Markó Imre 2006
egység,
A szg-rendszerek osztályozása A központi egység és a perifériák közötti kapcsolat szerinti On-line fizikai kapcsolat mellet van aktív vezérlési és
adatátviteli kapcsolat Off-line fizikai kapcsolat mellet nincs aktív vezérlési és adatátviteli kapcsolat
Készítette: Markó Imre 2006
A szg-rendszerek osztályozása Centralizált Szg. üzemmódok
Egyfelhasználós
Kötegelt
Interaktív
Multiprogramozott
Prioritásos
Időosztásos
Készítette: Markó Imre 2006
Elosztott
Többfelhasználós Kötegelt
Interaktív
Multiprogramozott
Prioritásos Dialógus
Időosztásos Folyamatvezérelt