タグ付けされた質問 「computer-architecture」

コンピュータハードウェアの構成と設計に関する質問。

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なぜ最新のプロセッサでの加算はビット単位の操作と同じくらい速いのですか?
最新のプロセッサではビット単位の操作が非常に高速であることがわかっています。32ビットまたは64ビットを並列で操作できるため、ビット単位の操作には1クロックサイクルしかかかりません。ただし、加算は、少なくとも1つ、場合によっては最大12個のビット単位の操作で構成される複雑な操作であるため、当然、3〜4倍遅くなると考えました。単純なベンチマークの後、ビット単位の演算(XOR、OR、ANDなど)のどれとでも加算が正確に速いことを見て驚いた。誰もこれに光を当てることができますか?

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コンピューターはどのように時間を追跡しますか?
コンピューターは毎回正しい時刻と日付をどのように伝えることができますか? コンピューターを閉じる(シャットダウンする)と、内部のすべての接続とプロセスが停止します。もう一度コンピューターを開くと、正確な正確な時刻が表示されるのはどうですか?コンピューターをシャットダウンしても完全にシャットダウンしませんか?まだいくつかのプロセスが実行されていますか?しかし、バッテリーを取り出して(したがってすべてのプロセスを強制的に停止して)数日後に再び起動するときに、ラップトップは正しい時間をどのように伝えますか?




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充電速度が変わらない場合、コンピューターはどのように高速になりましたか?
発明以来、コンピューティング速度が劇的に向上したことは誰もが知っています。しかし、私を困惑させているのは、もしあなたが今日材料に電流を流した場合、50年前に同じ材料で電流を流したのと同じ速度で移動するだろうということです。 それを念頭に置いて、コンピューターがどのように高速になったのでしょうか?これらの信じられないほどの速度向上をもたらしたのは、プロセッサ設計のどの主な領域ですか? 次の1つ以上の可能性があると考えました。 プロセッサーの小型化(電流が移動する距離が短くなりましたが、ここでは限界的な利益しか得られないように思えます)。 より良い材料

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なぜ誰もがCISCを望むのでしょうか?
コンピュータシステムの講義で、MIPSプロセッサについて紹介しました。これは、期間中に(再)開発されたものであり、実際には非常に理解しやすいものでした。RISC設計を使用します。つまり、基本コマンドは定期的にエンコードされ、配線をシンプルに保つためにそれらのコマンドはほとんどありません。 CISCは異なる哲学に従うと言われました。x86命令セットを簡単に見て、ショックを受けました。誰もが非常に複雑なコマンドセットを使用するプロセッサをどのように構築したいかを想像することはできません! そのため、プロセッサ市場の大部分がCISCアーキテクチャを使用する理由について、適切な議論が必要であると考えています。彼らは何ですか?

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コンピューターはどのように機能しますか?
私は何年もの間コンピューターのオタクです。私はかなりの数の言語でプログラミングでき、それらを構築することもできます。先日、私は仲間と座って、コンピューターが実際に電気を取り込んでそれを処理する方法を尋ねましたが、私たちはそれを理解できませんでした。 つまり、コンピューターはどのように一定の電気の流れを取り、それを1と0に変えてから、実際にそれらの1と0で何かをして、15秒間点灯させるのですか? 私はゲート(AND、OR、NOR、NAND、NOT)とダイオード、抵抗器、トランジスタについて少し理解していますが、これは本当の素人の言葉で説明するのに最適な場所だと思いました! 誰かが私を正しい方向に向けたり、簡単な説明をしてもらえますか?

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世代別ガベージコレクターは本質的にキャッシュフレンドリーですか?
典型的な世代別ガベージコレクタは、最近割り当てられたデータを別のメモリ領域に保持します。典型的なプログラムでは、多くのデータは短命であるため、若いガベージ(マイナーGCサイクル)を頻繁に収集し、古いガベージを頻繁に収集しないことは、メモリオーバーヘッドとGCの実行時間の適切な妥協点です。 直感的には、若いリージョンのデータに頻繁にアクセスし、すべてを1か所に保持するため、キャッシュに対するメインメモリの待機時間比率が増加すると、単一リージョンコレクターと比較した世代別ガベージコレクターの利点が大きくなります。実験結果はこの直感を裏付けていますか?

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コンピューターは、ある数値が他の数値よりも小さいか大きいかをどのように判断しますか?
馬鹿げた質問のように聞こえるかもしれませんが、コンピューターがをどのように知っているのか知りたいのですが。また、どのように整数の順序であることコンピュータ知って1 、2 、3 、4 、5 、...とアルファベットがA、B、C、D、...?それはハードウェアのどこかに保存されていますか、それともオペレーティングシステムはこの種の情報を提供しますか?1 &lt; 21&lt;21<21 、2 、3 、4 、5 、...1,2,3,4,5,…1,2,3,4,5,\ldots


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Cのvoid型がempty / bottom型と類似していないのはなぜですか?
ウィキペディアと私が見つけた他のソースはvoid、空のタイプではなくユニットタイプとしてリストCのタイプを見つけました。void空の/下の型の定義によりよく適合するように思えるので、この混乱を見つけます。 void私が知る限り、値は存在しません。 戻り値の型がvoidの関数は、関数が何も返さないため、何らかの副作用しか実行できないことを指定します。 タイプのポインターvoid*は、他のすべてのポインタータイプのサブタイプです。また、void*C との間の変換は暗黙的です。 最後の点voidに、空の型であることの引数としてのメリットがあるかどうかはわかりvoid*ませんvoid。 一方、voidそれ自体は他のすべてのタイプのサブタイプではありません。これは、タイプがボトムタイプであるための要件であると言えます。
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リバーシブルゲートが使用されないのはなぜですか?
私はKurzweilによって書かれた「The singularity is near」という本を読んでいて、彼は例えばFredkin gateのようなリバーシブルのゲートについて言及していました。このようなゲートを使用する利点は、ビットが熱に消える計算に関連する熱の無駄をなくすことができ、計算にエネルギー入力が必要ないことです。これらの仮定により、これらのゲートは奇跡の解決策のように聞こえます。したがって、問題は、どのような技術的ハードルが大規模な使用を依然として妨げているかです。 また、電気工学の学士号とドイツのトップ大学での修士課程のそれらのゲートについて聞いたことがないのは残念だと思います...

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