Plaanid puhkusele minna? Võta endale majutus AirBnb kaudu ja saad 37€ kontoraha Tee konto Sulge
Facebook Like

Arvutiarhitektuuri eksami teooriaküsimused vastustega (0)

1 Hindamata
Punktid
 
Säutsu twitteris
Kordamisküsimused aines IAY0520
  • Mõisted arvuti, arvutisüsteem, arvuti riistvara iseloomustavad näitajad.
    Arvutit võib vaadelda kui süsteemi (arvutisüsteemi), mis töötleb programmimälus masinakeelset programmi ning teisendab andmemälus olevaid andmedi vastavalt sellele programmile.
    Arvuti riistavara iseloomustavad näitajad:
    Protsessor (keskprotsessor)
    • Aritmeetika-loogikaüksus
    • Juhtüksus
    Mälusüsteem
    • Mälussüsteemi hierarhiline korraldus
    • Infomahutavus
    • Kiirus
    • Maksumus
    Sisend -väljundsüsteem
    • Info läbilaskevõime ( reaktsiooniaeg )
    • Struktuurne korraldus
    • S/V-süsteemi talitluse korraldus:
      • Programselt juhitav
      • Katkestuste süsteemi rakendav
      • Otsemällupöördumise rakendamine
      • Kanalite (selektro, multipleks) rakendamine
      • S/V- protsessorite ehk preprotsessorite (eelprotsessorite) rakendamine

    LISA:
    Informatsiooni põhilised töötlusviisid:
    Konveier - ja rööptöötlusele tuginevad arhitektuursed lahendused, võrreldes jadatöötlusele orienteeritutud arhitektuursete lahendustega, on keerukamad ja kiiremad.
    • Rööptöötlusele orienteeritud arhitektuursed lahendused sisaldavad arvukalt rööpselt talitlevaid töötlusüksusi (protsessoreid).
    • Kui töödeldav informatsioon (programm) on jaotatav rööpselt töödeldavateks alamülesanneteks, siis saab kasutada rööptöötlust, vastasel juhul rakendatakse kas konveier- või jadatöötlust.

  • Arvutipõlvkondade iseloomustus (iseloomulikud jooned).
    Arvutipõlvkond – peamiselt valmistatakse tehnoloogial põhinev ajalooliigituse klass.
    Arvutipõlvkondade areng on tihedalt seotud arvutite tarkvara arenguga - programmeerimiskeelte põlvkondadega. S. Burd eristab viite programmeerimiskeelte põlvkonda:
    1. Masinakeeled;
    2. Assemblerikeeled;
    3. Kõrgkeeled Fortran , Cobol, Basic , PL/1, Pascal ja C;
    4. Visual Basic ja SQL;
    5. LISP ning Prolog .
    Eraldi klassi moodustavad objektorienteeritud keeled (C++, Java , Small Talk ) ja skriptikeeled
    (VBScript, Javascript).
    Esimene põlvkond (1946 – 1954)
    Iseloomulikud jooned:
    • Arvutite elementbaasi moodustasid elektronlambid
    • Arvutite jõudlus jäi vahemikku 2×103 kuni 16×103 liitmisoperatsiooni sekundis
    • Arvutite arhitektuur tugines siseprogrammi kasutamisele (alates EDSACst)
    • Igal arvutil oli ainuslik protsessor (keskprotsessor)
    • Arvutite operatiivmälu infomahutavus oli 100 baidist kuni 2 kilobaidini
    Kiiretoimeliste mäludena töötasid elektronkiiretorud ja akustilised viiteliinid, suuremamahuliste mäludena rakendati magnettrumleid
    • Programmeerimine toimus valdavalt masinakeeles
    • Informatsiooni sisestati arvuteisse perfokaartidelt või -lintidelt, tulemid väljastati kirjutitele või teletaipidele
    • Arvutid mõõted ja mass oli väga suur, töökindlus aga väga madal
    Esindajaid: Colossus, ENIAC , UNIVAC, EDSAC, IBM 701, IBM 709
    Teine põlvkond (1954 – 1965)
    Iseloomulikud jooned:
    • Arvutite elementbaasi aluse moodustasid transistorid
    • Arvutite jõudlus jäi vahemikku 6×103 kuni 3×106 operatsiooni sekundis
    • Arvutite põhimälud valmistati ferriitsüdamikel, mälude infomahutavus jäi vahemikku 6 kB kuni 1,3 MB
    • Programmeerimisel kasutati spetsiaalseid programmeerimiskeeli, kus arvkood asendati sõnaliste käskudega
    • Hakati välja töötama süsteemset tarkvara
    • Esimesed eriprotsessorid S/V-protsesside juhtimiseks
    • Infot sisestati arvuteisse valdavalt perfoandmekandjailt, tulemid väljastati kas kirjutitele või teletaipidele (tähti printiv telegraafiaparaat)
    • Arvutid muutusid väiksemaks, kiiremaks ja töökindlamaks
    Esindajaid: TRADIC, TX-0, IBM 7030, LARC
    Kolmas põlvkond (1965 – 1971 )
    Iseloomulikud jooned:
    • Arvutite elementbaasi moodustasid madala- ja keskmise integratsioonitasemega integraallülitused;
    • Arvutite keskmine jõudlus ulatus 0,1 kuni 400 miljoni operatsioonini sekundis
    • Arvutite mõõtmed vähenesid, märgatavalt paranes nende töökindlus
    • Arhitektuuris loobuti suletud arhitektuurist ning mindi üle avatud arhitektuurile.
    Ilmusid omavahel ühilduvaid arvutipered
    • Osade arvuti põhimäludes asendasid kiired pooljuhtmälud aeglasemaid ferriitmälusid
    • Arvutite juhtimine toimus valdavalt mikroprogrammjuhtimise printsiibil
    • Hakati kasutama käskude konveiertöötlust, multitegumtööd ja tööd ajajaotusrežiimis
    • Laia leviku omandasid operatsioonisüsteemid, kujunes välja tarkvaratööstus standarttarkvara loomiseks
    • Kõrvuti suurarvutitega arendati intensiivselt miniarvuteid. Viimaseid kasutati sageli juhtarvutina, sh reaalajasüsteemides
    Esindajaid: IBM System 360 (S/360), CDC 6600, ILLIAV-IV, LINC, PDP-8
    Neljas põlvkond (1971 – 1981)
    Iseloomulikud jooned:
    • Keskmise ja kõrge integratsioonitasemega mikrolülituste massiline kasutamine
    • Esimesed mikroprotsessorlülitused (Intel 4004 (1971)) ja mikroarvutite kiibikomplektid)
    • Tekib uus arvutite klass – personaalarvutid
    • Arvutite keskmine jõudlus on vahemikus 0,5 kuni 1000 miljonit operatsiooni sekundis.
    Väga kiire võimsate arvutus- ning andmetöötlussüsteemide areng;
    • Kasutusele võetakse informatsiooni rööptöötlusele orienteeritud multiprotsessorsüsteemid. Täiustatakse superarvuteid ja intensiivselt uuritakse uusi arvutiarhitektuure;
    • Lausintegraallülitustena hakatakse valmistata kiireid ja suhteliselt suure infomahutavusega pooljuhtmälukiipe. Kui kolmanda põlvkonna arvuteis olid integraallülitustel üksnes vahe- ja registermälud, siis neljanda põlvkonna arvuteis on nendel ka põhimälud
    • Mikroprotsessoritele põhinevad personaalarvutid hakkavad järk-järgult välja tõrjuma
    miniarvuteid
    • Tarkvaraarenduses on tähelepanu keskmes operatsioonisüsteemide, kompilaatorite ja
    rööptöötluseks sobivate kõrgkeelte arendamine
    Esindajaid: IBM System 370, MITS 816, Apple II, Cray 1, CYBER 205, VAX11/780
    Viies põlvkond (1981 – 1991)
    Iseloomulikud jooned:
    • Mikrolülituste integratsioonitaseme jätkuv tõus. Valmistatakse keerukaid ja võimsaid mikroprotsessorkiipe ning suure infomahutavusega mälulülitusi
    • Turule tulevad võimsad RISC -arhitektuuriga mikroprotsessorid.
    Kõrvuti universaalprotsessoritega hakatakse laialdasemalt tootma eriprotsessoreid
    • Informatsiooni töötlemisel hakatakse massiliselt rakendama rööp- ehk paralleeltöötlust.
    • Luuakse erinevaid homogeenseid paralleelprotsessorstruktuure. Asutakse arendama multiprotsessorsüsteeme
    • Intensiivselt tegeletakse hajus- ja võrkstruktuuride uurimise ning arendamisega
    Esindajaid: Cray X-MP, Cray Y-MP, NEC SX/2, VP200
    Kuues põlvkond (1991 – kaasaeg )
    Arengusuundi :
    • Intensiivsed uuringud üleminekuks mikrotehnoloogiliselt elementbaasilt nanotehnoloogiale
    • Informatsiooni rööptöötluse uute meetodite ja tehniliste lahenduste otsingud
    • Püütakse välja töötada uusi programmeerimise tehnoloogiaid , mis sobiksid rööptööle ja keerukatele multiprotsessorsüsteemidele
    • Heterogeensete paralleelprotsessorstruktuuride, kus protsessorkiipdesse on integreeritud sõltumatult talitlevaid eriprotsessorlülitusi, uurimine ja rakendamine
    • Homogeensete paralleelprotsessor-struktuuride arendamisel on põhiline tee identsete protsessorlülituste arvu suurendamine kristallidel
    • Lähim eesmärk on nn teraflops arvutite (multiprotsessorsüsteemide) tootmine. Sellise jõudluse saavutamine eeldab, et süsteemi oleks ühendatud sadu protsessoreid. Superarvuteis saavutatakse jõudlus petaflopsides
    • Plahvatuslik arvutite laivõrkude evitamine ja ülikiire arendamine
    Võrkude töökindluse, info läbilaskevõime ja mis eriti tähtis, turvalisuse oluline tõstmine;
    • Pilvstruktuuride uurimine ja pilvtöötluse evitamine
    Esindajaid: praegu tootmises olevad erinevate klasside arvutid
  • Arhitektuuri, mikroarhitektuuri ja seadmestuse mõisted.
    Arvuti arhitektuur on määratletud arvuti käsustiku ja talitlusmudeli kaudu ning iseloomustab seda, mida süsteem teeb.
    Arvuti arhitektuur = Käsustik + Arvuti struktuur
    Arvutiarhitektuuri klassikaline määratlus :
    Struktuur – viis kuidas arvuti komponendid on omavahel seotud.
    Seadmestus on ( loogika )struktuur, mis määrab konkreetsel juhul selle, kuidas arhitektuuriga määratud süsteem toimib.
    Realisatsioon on füüsiline struktuur, mis esindab konkreetset reaalset seadet (näit. protsessorkiip, mälukiip , arvuti tervikuna ).
    Mikroarhitektuur – kirjeldab arvutiarhitektuuri ja selle iseärasusi konkreetses
    realisatsioonis (loob eeldused arvutiperede tekkeks).
    Arvuti arhitektuuri elemendid:
    - arvuti käsustik
    - adresseerimise viisid
    - adresseerimise meetodid (mälu segmenteerimine ja pagineerimine virtuaalmälus)
    - arvuti registrite (loogiline) süsteem
    - mäluruumi (loogiline) korraldus
    Arvuti mikroarhitektuuri elemendid:
    - arvuti (protsessori) siinstruktuurid
    - mälusüsteemi füüsiline korraldus ( põhimälu , vahemälud)
    - konveierid protsessoris ja nende korraldus
    - protsessori töötlusüksuste koosseis
    - S/V-kanalite korraldus
    - spetsiifilised lülitused (TLB, DMA, ROB jt)
    Arvuti keskseade //CPU – Central Processing Unit //, st keskprotsessorit sisaldav
    töötlusseade võib sisaldada kas ühe või enam protsessorit (protsessorelementi).
  • Klassikalised arvutiarhitektuurid (Princetoni, Harvardi ja modifitseeritud Harvardi arhitektuur).
    Princetoni ehk von Neumanni arhitektuur
    Iseloomulikud tunnused:
    • Terviklik töötlusüksus
    • Ühitatud käsu- ja andmemälu (ühine mäluruum)
    • Ühitatud süsteemisiin protsessori ja mälu vahel
    • Tsentraalne ( keskne ) juhtimine
    • Mälu lineaaradresseerimine
    • Arhitektuur toetab madala taseme programmeerimise keelt.

    Harvardi arhitektuur
    Iseloomulikud tunnused:
    • Eraldi mälud käskude ja andmete säilitamiseks: (võimaldab käske ja andmeid rööpselt käidelda)
    • Eraldi siinid käsu- ja andmemäludesse;
    • Kiireneb suhtlus mäludega ⇒ kasvab arvutisüsteemi jõudlus
    • Struktuurselt on keerukam kui Princetoni arhitektuuriga arvuti, kuid paindlikum .

    Modifitseeritud Harvardi arhitektuur
    Modifitseeritud Harvardi arvutiarhitektuuri rakendatakse tüüpiliselt kaasaegsetes universaal -arvuteis.
  • Juhtvooarhitektuurid // control -flow architecture //
    Protsessori tegevused on juhitavad käsuvoo kaudu:
    • Kärbitud käsustikuga arvutid (RISC - Reduced Instruction Set Computer)
    • Keeruka käsustikuga arvutid ( CISC - Complex Instruction Set Computer)
    • Ülipika käsusõnaga arvuti (VLIW – Very Long Instruction Word).
    Tänapäeval on täheldatav RISC- ja CISC-arhitektuuride ühtesulandumist, nagu see esineb mikroprotsessoris Pentium , kus keerukad CISC käskude järgnevused transleeritakse RISC-tüüpi mikrooperatsioonideks. Pentiumi protsessortuumale on iseloomulik RISC-mikroarhitektuur.
  • Andmevooarhitektuurid //data-flow architecture//
    Protsessori tegevust korraldatakse sõltuvalt andmete valmisolekust töötluseks ⇒
    Andmevooarvuti.
  • Nõudlusjuhitavad arhitektuurid //demand-driven ( reduction ) architecture//
    Käsu töötlust alustatakse juhul, kui käsu poolt toodetavat tulemit vajatakse kui lähteoperandi väärtust mõnes teises käsus, mida on juba töötlema hakatud. Arvutiarhitektuurid ei ole oma olemuselt jäigad, nad arenevad pidevalt edasi oma põhikontseptsiooni raames, kuid samas on täheldatav ka arhitektuuridevaheline konvergents. Et esile tõsta arhitektuuri arengute tulemeid on hakatud kasutama terminit ARENDARHITEKTUUR // advanced architecture//.
  • Princetoni arvutimudeli piirangud.
    • Kuna käske ja andmeid (operande) säilitatakse ühtses jadapöördusega mälukeskkonnas, siis see põhjustab piiranguid mälupöördustel, nn pudelikaela nähtus („von Neumann bottleneck“).
    • Puudub selgelt avalduv erisus mälus säilitatava info – andmete ja käskude vahel. See, kas tegemist on andmete või käskudega, tuvastatakse programmi töötluse käigus alles protsessoris.
    • Kaasaegsetes kõrgkeeltes on kasutusel erinevaid andmestruktuure, kuid klassikalise (Princetoni) arvuti mälukorralduses tuginetakse vaid ühemõõtmelistele struktuuridele ( mälupesad ), mistõttu tuleb erineva struktuuriga andmeid lineariseerida, et neid oleks mälus võimalik säilitada.
    • Mälus säilitatav informatsioon ei sisalda teavet selle kohta, millise andmetüübiga on tegemist. Andmetüüpide tuvastamine toimub läbi programmiloogika.

    Vaatamata Princetoni arvutimudeli piirangutele, mis esitab kõrgendatud nõudeid
    kasutatavatele kompilaatoritele, on mudel tänini laialdaselt kasutatav arvutite
    väljatöötamisel.
    Põhimõtteliselt pole loetletud piirangutest (2 kuni 4) vaba ka Harvardi arvutimudel.
    Tänu mälu pudelikaelapiirangu kõrvaldamisele, saab tõsta neis arvuteis infotöötluse
    kiirust, kuid samas tekib vajadus täiendava riistvara järele.
  • Käsustikupõhine arhitektuur, arvutiarhitektuuride käsustikupõhised mudelid.
    Käsustikupõhine arhitektuur (ISA) on liideseks arvuti riist - ja tarkvara vahel, mis hõlmab
    1. Arvuti käsustiku
    2. Mälu
    3. Programmisti poolt kasutatavad registrid süsteemis.
    Lähtuvalt käsus kasutatavate operandide paiknemisest, eristatakse järgmisi käsustikupõhiseid
    arhitektuure:
    1. Akumulaatoripõhine (enne 1960 aastat) ► 1 aadress; üks operandidest on ilmutamata.
    2. Pinumälupõhine (1960-1970-ndad) ► 0 aadressi, mõlemad operandid on esitatud ilmutamatult
    3. Mälu-mälupõhine (1970-1980-ndad) ► 2 aadressi või 3 aadressi (tänapäeval ei leia praktilist
    kasutamist).
    4. Register -mälupõhine (alates 1970-st) ► 2 aadressi; üks operandidest on esitatud ilmutamatult.
    5. Register-registripõhine (alates 1960-st) ► 3 aadressi; operandid on ( laade -salvestusarhitektuur) esitatud ainukesena mõlemad ilmutatult.
  • Protsessorites kasutatavate käskude vormingud, formaadid käsukoodi valik.
    Käsustikku kuuluvate käskude puhul eristatakse:
    1. Käsu vormingut
    2. Käsu formaati
    Püsiva vorminugu ja formaadiga käsud
    Käsukood – Aadress 1 – 2 – 3
    Muutuva vormingu ja formaadiga käsud
    Käsukood – Aadress 1
    Käsukood – Aadress 1 – Tunnus – Operand
    Käsukood – Aadress 1 – Aadress 2
    Käsuformaat võib olla:
    • Fikseeritud - kõik käsustikku kuuluvad käsud on ühesuguse pikkusega
    • Varieeruv – käsu pikkus sõltub käsust.

    Käsuformaatide võrdlus
    Fikseeritud pikkusega
    Plussid:
    • Lihtsustub käskude täitmise
  • 80% sisust ei kuvatud. Kogu dokumendi sisu näed kui laed faili alla
    Vasakule Paremale
    Arvutiarhitektuuri eksami teooriaküsimused vastustega #1 Arvutiarhitektuuri eksami teooriaküsimused vastustega #2 Arvutiarhitektuuri eksami teooriaküsimused vastustega #3 Arvutiarhitektuuri eksami teooriaküsimused vastustega #4 Arvutiarhitektuuri eksami teooriaküsimused vastustega #5 Arvutiarhitektuuri eksami teooriaküsimused vastustega #6 Arvutiarhitektuuri eksami teooriaküsimused vastustega #7 Arvutiarhitektuuri eksami teooriaküsimused vastustega #8 Arvutiarhitektuuri eksami teooriaküsimused vastustega #9 Arvutiarhitektuuri eksami teooriaküsimused vastustega #10 Arvutiarhitektuuri eksami teooriaküsimused vastustega #11 Arvutiarhitektuuri eksami teooriaküsimused vastustega #12 Arvutiarhitektuuri eksami teooriaküsimused vastustega #13 Arvutiarhitektuuri eksami teooriaküsimused vastustega #14 Arvutiarhitektuuri eksami teooriaküsimused vastustega #15 Arvutiarhitektuuri eksami teooriaküsimused vastustega #16 Arvutiarhitektuuri eksami teooriaküsimused vastustega #17 Arvutiarhitektuuri eksami teooriaküsimused vastustega #18 Arvutiarhitektuuri eksami teooriaküsimused vastustega #19 Arvutiarhitektuuri eksami teooriaküsimused vastustega #20 Arvutiarhitektuuri eksami teooriaküsimused vastustega #21 Arvutiarhitektuuri eksami teooriaküsimused vastustega #22 Arvutiarhitektuuri eksami teooriaküsimused vastustega #23 Arvutiarhitektuuri eksami teooriaküsimused vastustega #24 Arvutiarhitektuuri eksami teooriaküsimused vastustega #25 Arvutiarhitektuuri eksami teooriaküsimused vastustega #26 Arvutiarhitektuuri eksami teooriaküsimused vastustega #27 Arvutiarhitektuuri eksami teooriaküsimused vastustega #28 Arvutiarhitektuuri eksami teooriaküsimused vastustega #29 Arvutiarhitektuuri eksami teooriaküsimused vastustega #30 Arvutiarhitektuuri eksami teooriaküsimused vastustega #31 Arvutiarhitektuuri eksami teooriaküsimused vastustega #32
    Punktid 50 punkti Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 50 punkti.
    Leheküljed ~ 32 lehte Lehekülgede arv dokumendis
    Aeg2016-01-18 Kuupäev, millal dokument üles laeti
    Allalaadimisi 16 laadimist Kokku alla laetud
    Kommentaarid 0 arvamust Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid
    Autor Talvistu Õppematerjali autor

    Lisainfo

    Tegemist Arvo Toomsalu poolt antud kordamisküsimustega, kus on vastatud kõikkidele küsimustele vastavalt õppematerjalile, interneti ja õpiku abiga.

    Teemad nagu näiteks:
    1. Mõisted arvuti, arvutisüsteem, arvuti riistvara iseloomustavad näitajad.
    2. Arvutipõlvkondade iseloomustus (iseloomulikud jooned).
    3. Arhitektuuri, mikroarhitektuuri ja seadmestuse mõisted.
    4. Kompilaator ja selle üldistatud mudel.
    5. Operatsioonisüsteemi üldistatud arhitektuurne mudel.
    6. Operatsioonisüsteemi põhikomponendid.
    7. Konveiertöötluse põhimõtted, konveierite liigid (mudelid).
    8. Sünkroonse käsukonveieri jõudlus, käsukonveieri jõudlust mõjutavad tegurid.
    9. Riist- ja tarkvaraliselt juhitavad vahemälud, vahemälu ühendamine mälusüsteemi.
    Rööptöötluse tasemed ja rööptöötluse kolm põhikonfiguratsiooni
    10. Juhtimissõltuvused rööptöötlusel, Bernsteini tingimused.
    11. Arvutiarhitektuuride Flynni taksonoomia.
    12. Multiprotsessorsüsteemide ühendusvõrkude topoloogiad, näited (välja jääb oomegavõrk).

    Kokku 70 küsimust

    Arvo Toomsalu , ttü , arvutiarhitektuurid , eksam , vastused , küsimused , arvuti arhitektuur , IAY0520 , protsessor , vahemälu , konveier , käsk , jõudlus , mälud

    Mõisted


    Meedia

    Kommentaarid (0)

    Kommentaarid sellele materjalile puuduvad. Ole esimene ja kommenteeri


    Sarnased materjalid

    38
    docx
    Arvutiarhitektuurid eksam vastused TTÜ
    20
    odt
    Arvutid I eksamiküsimuste vastused
    282
    pdf
    Mikroprotsessortehnika
    1072
    pdf
    Logistika õpik
    56
    doc
    Andmebaaside eksami kordamisküsimuste vastused
    21
    pdf
    RAS operatsioonisüsteemid - reaalajalised tuumad
    48
    doc
    Personaalarvutite riistvara ja-arhitektuur
    50
    doc
    Exami materajal





    Faili allalaadimiseks, pead sisse logima
    Kasutajanimi / Email
    Parool

    Unustasid parooli?

    UUTELE LIITUJATELE KONTO MOBIILIGA AKTIVEERIMISEL +50 PUNKTI !
    Pole kasutajat?

    Tee tasuta konto

    Sellel veebilehel kasutatakse küpsiseid. Kasutamist jätkates nõustute küpsiste ja veebilehe üldtingimustega Nõustun