HU powerpoint

ICT Techniek - les 6 - onderwerpen
Verbetering systeemprestaties
 Cache
 Risc/Cisc
 Pipelining
 Superscalair
 multiprocessors
Achtergrond geheugens (hoofdstuk 8 en 11)
 Harddisks
 Tape
 Optisch (CD ROM, DvD )
 Solid state (Flash)
Security Technology 2007-2007-PICT les 1
1
Cache memory
CPU
cache
memory
Stay on chip!
Security Technology 2007-2007-PICT les 1
2
Cache types



Instructie cache
Data cache
Mixed or unified cache
Security Technology 2007-2007-PICT les 1
3
CISC <-> RISC
complex instruction set computer
reduced instruction set computer
CISC:

Probeer in 1 instructie zo veel mogelijk te doen
 Instructies proberen te doen wat de programmeur nodig heeft
RISC:

De instructies verrichten simpele taken

Alle instructies zijn even groot

Er is geen uitgebreide keuze aan adresseer-modes

Er zijn veel interne registers beschikbaar

Load and Store architecture
Security Technology 2007-2007-PICT les 1
4
Pipelining = het parallel uitvoeren van delen
van de von neumann cyclus voor
verschillende instructies
IF
ID
OF
EX
OS
IF
ID
OF
EX
IF
ID
OF
IF
ID
IF
Security Technology 2007-2007-PICT les 1
5
Superscalair = meerdere functionele eenheden voor
uitvoer van één stap in de von Neumann cycus
Int unit
Int unit
cache
Instruction
queue
Security Technology 2007-2007-PICT les 1
FP unit
6
Multiprocessors volgens Flynn
SISD
SIMD
MISD
MIMD
: single instruction, single data (standard computer)
: single instruction, multiple data (vector computer)
: multiple instruction, single data (bv VLIW, ARM shift)
: multiple instruction, multiple data (multiprocessor, network)
Security Technology 2007-2007-PICT les 1
7
Geheugen hiërarchie
Random
accessible
CPU registers
hoofdgeheugen
Accestijd: 3 nsec
Omvang: 16 x 4 Bytes
Accestijd: 60 nsec (SDRAM)
10 nsec (SRAM)
Omvang: 512 MBytes
achtergrondgeheugen
Accestijd: < 10 msec
Omvang: 500 GBytes
Lange termijn opslag
Accestijd: 10 sec (???)
Omvang: 10 TBytes
Via I/O
cntl
Security Technology 2007-2007-PICT les 1
8
Opbouw harde schijf
• Soft sectored
• Hard sectored
Security Technology 2007-2007-PICT les 1
9
Meer schijven (platters)
1 cilinder
= 4 schijven
= 8 koppen
bewegen gelijktijdig
Security Technology 2007-2007-PICT les 1
10
Toegangstijd
Average access-tijd (gemiddelde toegangstijd) bestaat uit twee
tijden namelijk :
• Seek tijd (tijd voor plaatsing van de koppen)
in de praktijk enkele ms.
• rotational delay (search)
gemiddeld helft van de omloopsnelheid
Momenteel :snelheid 7200, 10.000 of zelf 15.000 RPM (rotations
per minut),gemiddelde toegangstijd : 13 ms t/m 4 ms
Verbeteren: caching!
Security Technology 2007-2007-PICT les 1
11
Schijf indeling



Formateren: Fysieke sector indeling
Partitioneren: logische schijf op een fysieke
schijf
File management: Administratie van sectoren
of clusters


Lokatie van Directories en Files
Vrije sector of cluster ruimte
Security Technology 2007-2007-PICT les 1
12
Files




Bevat data (bytes) en type informatie
Wordt opgeborgen in een of meer sectoren of
clusters van sectoren, op de disk
De sectoren of clusters van een file kunnen
random over de disk verspreid staan
Een special type file, de “directory”, bevat naam,
verwijzing en “attributes” van de files
Security Technology 2007-2007-PICT les 1
13
File management


OS afhankelijk (server of service)
Legt vast:





Opbouw filenaam (naam.extensie)
Type files
Permissies (attributes)
File allocatie
Record locking (multi tasking)
Security Technology 2007-2007-PICT les 1
14
RAID
RAID = Redundant Array of Independent Disks
Meerdere configuraties mogelijk namelijk :
• Raid 0 = data op 2 disks (sneller)
• Raid 1 = disk mirroring
• Raid 2 = opslag over meerdere schijven + correctiebits
(Hamming code)
• Raid 3 = raid 2 met correctiebits op aparte schijf
• Raid 4 = Raid 3 maar niet synchroon
• Raid 5 = Raid 4 met correctie bits over meerdere schijven.
Security Technology 2007-2007-PICT les 1
15
Tape drives
Streamer: data wordt in een image opgeslagen
Met file systeem:
• Directory aan begin van de tape
• Data in records
Inter record gap
Record (variabel van lengte)
Security Technology 2007-2007-PICT les 1
16
12-cm Optical Disc





Spiraalvormig spoor start in
het midden
Sectoren van 2352 bytes
Start met Table Of Contents
(TOC)
Ongeveer 30 standaarden
beschreven in de Rainbow
Books
Continue lineaire snelheid

langzame motoren (200-530
RPM)

Fouten correctie (efficientie 28
%)
Security Technology 2007-2007-PICT les 1
17
DVD
DVD = Digital Versatile Disk
 enkelzijdig 1 laag = 4,7 Gb
 enkelzijdig 2 lagen = 8,5 Gb
 dubbelzijdig = 2 * enkelzijdig
 Filmindustie heeft regiocodes bedacht
Security Technology 2007-2007-PICT les 1
18
Opvolgers van de DvD (1) Blu-ray disk




Gebruikt een blauwe laser
In het begin erg duur door dure laser.
Opslagcapaciteit per laag 25 GB
Twee lagen boven elkaar is mogelijk
(dus 50 GB opslagcapaciteit)
Security Technology 2007-2007-PICT les 1
19
Opvolgers van de DvD (2) HD DvD






HD DVD = High Density Digital Versatile Disc
Opslagcapaciteit 15 GB per laag (maximaal 4 lagen)
Dubbelzijdig is ook mogelijk
Totale opslag capaciteit is dus 15 tot 90 GB.
Maakt gebruik van een beveiliging. Nadelen : alleen
software programma’s van de leveranciers zijn te
gebruiken, Men kan geen legale back_up van de schijf
maken.
Deze beveiliging is in februari 2007 gekraakt.(veel verzet
van fabrikanten over de sleutel publicaties op internet)
Security Technology 2007-2007-PICT les 1
20
Doen

bestudeer H8, H12
Security Technology 2007-2007-PICT les 1
21