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The story of CPU
                  qpstudy 2012.05




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12年5月20日日曜日
self-introduction



12年5月20日日曜日
sho kisaragi
                    (しょっさん)
  IT Architect/Consultant



  ID : sho7650




12年5月20日日曜日
I LOVE

              CURRY,
              Perfume,
              Kyoko ★ Fukada



12年5月20日日曜日
Y2k problem   Horiemon
      earthquake                   arrested




                   CE      ITS(infra)         ITA
                                                Consultant




12年5月20日日曜日
purpose



12年5月20日日曜日
behavior & principle
              Understanding the behavior and principles of cpu.




12年5月20日日曜日
Problem Determination
              Becoming excellent engineers at problem
                 determination for infrastructure.




12年5月20日日曜日
Computer Architecture



12年5月20日日曜日
5 elements.



12年5月20日日曜日
Arithmetic
                         Logic Unit




         Input Device   Control Unit   Output Device




                          Memory

                                        control flow
                                         data flow
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John von Neumann
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von Neumann
               architecture
                  3 objects.




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1) Processor



12年5月20日日曜日
2) Programs



12年5月20日日曜日
3) Data



12年5月20日日曜日
CPU
              Central Processing Unit(s)




12年5月20日日曜日
input & output
12年5月20日日曜日
4 Principles of CPU



12年5月20日日曜日
1        2        3        4       5
                                                  1        6        7        8

              Fetch                              Fetch



                      Decode                             Decode



                               Execute                            Execute


                                         Write                              Write
                                         back                               back


                                                                                    t


12年5月20日日曜日
1) fetch



12年5月20日日曜日
2) decode



12年5月20日日曜日
3) execute



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4) write back
                  or STORE




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CPU Clock



12年5月20日日曜日
high


              low
                     t



12年5月20日日曜日
Acceleration
              How to speed up the latest CPUs.




12年5月20日日曜日
1) Pipeline
                1         2         3          4         5
                                                         1        6      7       8

              Fetch 1   Fetch 2   Fetch 3   Fetch 4   Fetch 5



                        Decode Decode Decode Decode Decode



                                  Execute Execute Execute Execute Execute


                                            Write     Write     Write   Write   Write
                                            back      back      back    back    back


                                                                                        t

12年5月20日日曜日
2) Super Scalar
12年5月20日日曜日
3) Out-of-Order
              Instruction 1   Read from Memory   Instruction 2     Instruction 3




              Instruction 1   Instruction 2        Instruction 3



                              Read from Memory



                                                                                   t

12年5月20日日曜日
CISC vs RISC
                  Column 1




12年5月20日日曜日
Peak CPU Clocks
                   Column 2




12年5月20日日曜日
make sense ?



12年5月20日日曜日
How ?



12年5月20日日曜日
Z80 CPU
              The best 8-bit micro-processor based on Intel 8080
                               made by ZiLOG.




12年5月20日日曜日
Z80 CPU
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bit width ?
                 column 3




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Machine Language



12年5月20日日曜日
Sample
12年5月20日日曜日
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12年5月20日日曜日
Register vs Memory



12年5月20日日曜日
Z80 Processor registers
12年5月20日日曜日
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12年5月20日日曜日
Accumulator



12年5月20日日曜日
Status (flag) Register



12年5月20日日曜日
5 Functions



12年5月20日日曜日
1) Data transfer
               Data Transfer (LD, PUSH,POP)
                       Exchange (EX)
                Block Transfer (LDD,LDIR)




12年5月20日日曜日
2) Data Processing
              Arithmetic Operations (ADD,SUB,INC,DEC)
                Logical Operations (AND,XOR,OR,CP)
                   Skew Operations (RL,RR,SLA,SRA)




12年5月20日日曜日
3) Test and Jump
               Jump (JP, JR, DZNJ,CALL,RET)




12年5月20日日曜日
4) Input / Output
                    Input (IN)
                   Output (OUT)




12年5月20日日曜日
5) Control
                NOP, HALT




12年5月20日日曜日
4 arithmetic operation
                       column 5




12年5月20日日曜日
4 arithmetic operation
                       column 5




12年5月20日日曜日
4 arithmetic operation
                       column 5




12年5月20日日曜日
4 arithmetic operation
                       column 5




12年5月20日日曜日
Mnemonics and
                Operands


12年5月20日日曜日
sample
12年5月20日日曜日
Multi-Tasks vs TSS
                    Column 6




12年5月20日日曜日
Today’s Summary



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Assembler



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in English



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