Články v rubrice Kompilery a procesory

V předchozích třech částech seriálu o architekturách počítačů jsme se zabývali popisem procesorů vybavených mikroprogramovým řadičem. Většinou se jednalo o procesory s komplexní instrukční sadou – CISC. Ovšem již před 35 lety vznikla alternativa k této architektuře – mnohem jednodušší RISC.

V dnešním článku o historii výpočetní techniky navážeme na předchozí část, v níž jsme si řekli, jak se vyvíjela polovodičová technologie od prvních fyzikálních a chemických pokusů až ke vzniku skutečně fungujícího tranzistoru. Dnes se budeme zabývat vznikem integrovaných obvodů a souvisejících technologií.

V dnešním článku si řekneme, jak mikroprogramové řadiče ovlivnily vývoj výpočetní techniky, především procesorů a později i mikroprocesorů s komplexními instrukčními sadami (CISC). Ty sice na čas ustoupily do pozadí kvůli procesorům RISC a VLIW, ovšem v současnosti se zdá být nejvýhodnější právě kombinace CISC+RISC.

Dnes navážeme na předchozí část, v níž jsme si vysvětlili princip funkce řadičů v procesorech i dva základní způsoby zapojení obvodových řadičů využívajících buď čítač nebo posuvný registr. Dnes se zaměříme na řadiče mikroprogramové, které jsou založeny na interní řídicí paměti obsahující mikroinstrukce.

Dnes se společně vrátíme k tématu, kterým jsme se již zabývali v úvodních částech seriálu, v nichž jsme si popisovali princip činnosti mikroprocesoru. Dnes si řekneme, jak mohou být v mikroprocesorech implementovány řadiče. Zaměříme se především na takzvané obvodové řadiče.

Dnes si popíšeme další rodinu bipolárních integrovaných obvodů, která byla navržena tak, aby bylo možné z těchto čipů sestavit plnohodnotný procesor s programovatelným řadičem a volitelnou bitovou šířkou. Jedná se o rodinu čipů Intel 3000, která byla pod označením MH3000 vyráběna i v tuzemském podniku Tesla.

V dnešním článku si popíšeme integrované obvody tvořící rodinu AMD Am2900. Z těchto čipů bylo možné sestavovat specializované procesory s bitovou šířkou, která mohla být prakticky libovolným násobkem čtyř. Díky tomu, že i instrukční sada byla volitelná, používaly se i pro konstrukci signálových procesorů.

Dnes na chvíli opustíme téma osmibitových mikrořadičů a začneme se věnovat dalšímu typu (mikro)procesorů. Jedná se o digitální signálové procesory (DSP), což jsou procesory s architekturou navrženou tak, aby mohly optimálně, tj. s malou latencí a vysokou propustností, zpracovávat číslicové signály.

V dnešní části seriálu o architekturách počítačů nejprve dokončíme popis herní konzole Uzebox vybavené osmibitovým mikrořadičem ATmega644. Poté si řekneme, jaké nástroje je možné použít pro vývoj programů pro mikrořadiče Atmel AVR. Samozřejmě se zaměříme především na ty nástroje, které jsou dostupné v Linuxu.

V dnešní části seriálu o architekturách počítačů se budeme zabývat jednou poněkud neobvyklou aplikací osmibitových mikrořadičů Atmel. Jedná se o herní konzoli nazvanou Uzebox, jejíž nejzajímavější součástí je subsystém určený pro generování obrazu bez použití klasického framebufferu (obrazové paměti).

Dnes se budeme zabývat popisem dvou řad osmibitových mikrořadičů AVR. Jedná se o mikrořadiče, které stojí na opačné straně cenového i výkonnostního spektra. První řada těchto mikrořadičů – ATtiny – se někdy též nazývá „programovatelné součástky“, zatímco druhá řada ATmega.

V dnešní části seriálu o architekturách počítačů budeme pokračovat v popisu osmibitových mikroprocesorů a mikrořadičů firmy Motorola. Minule jsme se seznámili s mikrořadiči 68HC05 a 68HC08, dnes si povíme základní informace o snad nejznámějším mikrořadiči této firmy – o čipu 68HC11 a mnohých jeho variantách.

V dnešní části seriálu o architekturách počítačů se budeme zabývat podrobnějším popisem osmibitových mikrořadičů 68HC05 a 68HC08 firmy Motorola. Tyto mikrořadiče postavené na jádru, které bylo vyvinuté na bázi mikroprocesoru MC6800 popsaného minule, jsou – spolu s jejich pravděpodobně mnohem známějším nástupcem 68HC11 – dodnes používány například v automobilovém průmyslu nebo byly instalovány do telekomunikačních družic.

V dnešní části seriálu budeme sice pokračovat v popisu osmibitovým mikrořadičů, ovšem naši pozornost přesuneme z mikrořadičů řady PIC na osmibitové mikrořadiče navržené firmou Motorola a později firmou Fairchild. Všechny tyto mikrořadiče mají svůj základ v mikroprocesoru MC6800 z roku 1974.

Dnes nejdříve společně dokončíme popis vývojových kitů BASIC Stamp, které umožňují programování mikrořadičů PIC s využitím interpretru programovacího jazyka Basic upraveného pro tyto „malé“ mikrořadiče a posléze se začneme věnovat vývojovému kitu Amicus, jenž se podobá známějšímu Arduinu.

V dnešní části seriálu o architekturách počítačů se zaměříme na popis vývojových nástrojů dostupných pro osmibitové mikrořadiče PIC. Popíšeme si sadu nástrojů gputils, dvojici navzájem značně odlišných implementací jazyka Forth (PicForth a FlashForth) a následně se seznámíme s vývojovým kitem BASIC Stamp.

V dnešním článku o architekturách počítačů si popíšeme rodinu mikrořadičů PIC12, která nabízí výkonnější čipy, než ty, které jsou dostupné v „minimalistické“ rodině PIC10. Kromě toho se začneme zabývat i nástroji použitelnými pro programování mikrořadičů PIC či pro simulaci jejich činnosti.

V dnešní části seriálu o architekturách počítačů budeme pokračovat v popisu možností osmibitových mikrořadičů PIC vyráběných firmou Microchip Technology. Zaměříme se především na rodinu PIC10 a PIC12, v níž můžeme najít velmi malé mikrořadiče, z nichž některé jsou umístěny v pouzdru s pouhými šesti či osmi piny. Tyto mikrořadiče lze využít například jako „inteligentní“ časovače, pro řídicí nebo měřicí účely, přípravu či konverzi dat využívanou výkonnějšími mikrořadiči atd.

V dnešní části seriálu o architekturách počítačů si popíšeme některé způsoby ovládání LCD umožňujících práci s rastrovou grafikou, i když většinou pouze monochromatickou. Taktéž se budeme zabývat několika projekty, jejichž cílem bylo generování obrazu pomocí MCS-51 přímo na televizní obrazovce, popř. na obrazovce monitoru.

V dnešní části seriálu o architekturách počítačů dokončíme popis osmibitového mikrořadiče Intel 8051, neboli MCS-51. Popíšeme si kity, které lze při programování a ladění těchto mikrořadičů použít, mikropočítače založené na MCS-51 i to, jakým způsobem je u nich řešeno zobrazování informací na (textových) displejích z tekutých krystalů (LCD).

V dnešním článku se budeme zabývat především popisem známého osmibitového mikrořadiče Intel 8051 (MCS-51), o němž jsme si již zmínili minule. Popíšeme si jak jeho čítače/časovače a sériový port, tak i strukturu paměti údajů, registry speciálních funkcí, Booleovský procesor a instrukční sadu.

Dnes si nejdříve popíšeme dvojici osmibitových mikropočítačů, které jsou založeny na mikrořadiči Intel 8048, označovaném také jako MCS-48. Poté se začneme zabývat mikrořadičem, který firma Intel začala vyrábět přesně před třiceti lety – jedná se o slavný čip Intel 8051 (MCS-51) používaný doposud.

V seriálu o architekturách počítačů jsme se již zabývali popisem mnoha různých mikropočítačů i výkonných pracovních stanic. Dnes se ovšem zaměříme na zcela opačnou stranu výkonnostního spektra – popíšeme si první osmibitový mikrořadič Intel 8048, který byl i přes nízký výkon použit v několika počítačích.

V dnešní části seriálu o historii výpočetní techniky dokončíme popis základních vlastností programovacího jazyka LISP. Ukážeme si, jakým způsobem se v LISPu (přesněji řečeno v dialektu Common Lisp) vytváří a volají uživatelské funkce, řekneme si, k čemu je možné využít lambda výrazy a nakonec si popíšeme základy tvorby maker v Common Lispu i způsob využití již hotových maker, které jsou programátorům dostupné v Common Lispovských knihovnách.

Dnes se zaměříme na popis problémů, které lze elegantně řešit v programovacím jazyku J. Budeme se zabývat především způsobem práce s vektory a maticemi – popíšeme si primitivní funkce určené pro práci s těmito strukturami, generátory indexů, způsob porovnávání vektorů a matic atd.

Unicode je ve světě počítačů hudbou moderní doby. Od svého vzniku se značně rozšířilo a dnes jej můžeme najít takřka kdekoliv. Nyní přichází po dlouhém čekání s jeho podporou také programovací jazyk PHP. Chcete vědět jaké mají vývojáři plány do budoucna? Jak už implementace postoupila?

V poslední části seriálu věnovaného matematickým výpočtům dokončíme popis implementace všestranného algoritmu CORDIC realizovaného nad čísly s pevnou řádovou čárkou. Zaměříme se na zbylé goniometrické funkce a přiblížíme si problematiku chyb vzniklých volbou malého počtu iterací při provádění rotací vektorů algoritmem CORDIC.

V předposlední části seriálu si ukážeme algoritmy realizované v programovacím jazyku C, ve kterých budou implementovány výpočty některých goniometrických funkcí pomocí algoritmu CORDIC. Veškeré výpočty přitom budou prováděny pouze s hodnotami uloženými ve formátu pevné řádové binární čárky (FX).

Dnes si ukážeme algoritmy realizované v programovacím jazyku C, ve kterých budou implementovány základní aritmetické operace s formátem pevné řádové binární čárky, včetně operací určených pro převod z FP formátu do formátu FX a zpětného převodu z FX formátu do formátu FP.

V sedmé části seriálu budou uvedeny postupy používané při aritmetických operacích prováděných s číselnými hodnotami reprezentovanými v systému pevné řádové binární čárky. Popíšeme si zejména základní aritmetické operace a také si ukážeme nejjednodušší způsob převodu hodnot z formátu FP do formátu FX a zpět.