Otsi
Vajad kellegagi rääkida?
Küsi julgelt abi LasteAbi
Logi sisse ☰

Arvutiarhitektuuri eksami teooriaküsimused vastustega (0)

Tallinna Tehnikaülikool - Informaatika - Süsteemiteooria
5 VÄGA HEA
Punktid
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 protsess.
    • Käsuväljade tõlgendamine võib alata kohe, kui käsk on käsuregistris.

    Miinused:
    • Kuna mitte kõik käsud ei vaja käsu vormingus kõiki välju, siis raisatakse mäluruumi.
    • Käsuväljade sidestamiseks andmeteedega vajatakse täiendavat sidestusloogikat.

    Varieeruva pikkusega
    Plussid:
    • Mäluruumi säästlik kasutamine.
    • Käsud on paindlikumad, vajadusel saab käsus sisalduvaid välju kas pikendada või lühendada.
    • Laialdased võimalused erinevate käsukoodide, adresseerimise viiside ja operandide valikuks .

    Miinused:
    • Keerukustub protsessori juhtseadme struktuur.
    • Juhtseadme mahu minimeerimine võib oluliselt aeglustada käskude töötluskiirust.

    Käsukoodi valik
    Käsukood mõjutab oluliselt käsu dekodeerimise ja töötluse faase käsu täitmise protsessis.
    Tüüpilised käsukoodi moodustamise viisid:
    1. Reserveeritud käsukoodid (Intel 8080)
    2. Klassipõhised käsukoodid (Mostek 6502)
    Reserveeritud käsukoodide korral on igal käsul ainult temale omane individuaalne käsukood. Meetod on levinud käsustikes, mis ei ole eriti mahukad.
    Klassipõhiste käsukoodide korral koosneb käsukood kahest osast:
    1. Klassikood
    2. Operatsioonikood
    Meetod leiab rakendamist mahukates käsustikes, millele on iseloomulik väga variatiivsete käsuformaatide kasutamine.
  • Käsutsükli täitmise üldistatud mudel.
  • Translaatorite liigid.
    1. Kompilaator
    2. Interpretaator
    3. Assembler
    Hübriidsüsteemides kompileeritakse lähtekeel vahevormi (vahekeelde), mida töödeldakse virtuaalmasinal ehk abstraktsel masinal. Virtuaalmasin sisaldab interpretaatorit.
  • Kompilaator ja selle üldistatud mudel.
    Tänapäeval koostatakse enamus programme kõrgkeeltes, mistõttu etendab nende töötlusel, mis kasutab kindlat ISA, olulist osa programmi transleerimisel kasutatud kompilaator.
    Kompilaator //compiler// on kõrgkeele translaator, st programm, mida kasutatakse kõrgtaseme algoritmikeeles koostatud programmi tõlgendamisel masinakeelde.
  • Operatsioonisüsteemi üldistatud arhitektuurne mudel.
    Operatsioonisüsteem (OS) – arvutisüsteemi osa, mis ohjab süsteemi riist- ja tarkvara ( liides riist- ja tarkvara vahel). ( Interaktiivne -, reaalaja-, hübriid -, sardoperatsioonisüsteem)
    Operatsioonisüsteemi põhifunktsioonideks on tegumite (protsesside) ajaline planeerimine ja mäluhaldus .
    Operatsioonisüsteem määrab milline protsess (protsessid) kuulub antud hetkel riistvaras töötlusele.
    Operatsioonisüsteemi koosseisus on kogumik programme – superviisor – mille
    ülesandeks on pakkuda teenuseid ja jälgida rakendusprogrammide talitlust.
    Näiteks iga kord, kui protsessoris esineb katkestuse nõue, suunatakse juhtimine superviisorile, st minnakse superviisorrežiimi.
    Tüüpiliselt on suprviisori kutsed seotud sisend-väljundoperatsioonidega. Multiprogramsel talitlusel on kasutusel priviligeeritud erikäsud, mida saab töödelda ainult superviisorrežiimis.
    1. Masina konteksti => protsessori olek;
    2. Protsessi lokaal- ja globaalmuutujad, pinu;
    3. Protsessi ohjeks vajalik info.
  • Operatsioonisüsteemi põhikomponendid .
    Operatsioonisüsteemi põhikomponendid:
    1. Mäluhaldur
    2. Protsessori haldur
    3. S/V-seadmehaldur
    4. Failihaldur
    5. Võrguhaldur
    Iga haldur täidab üldjuhul järgmisi ülesandeid:
    1. Jälgib pidevalt ohjatavaid ressursse;
    2. Määrab kuidas ja kes tema poolt ohjatavaid ressursse kasutab;
    3. Viib läbi ressursside eraldamist ja tagasivõtmist kasutajailt.
    Kaasaegsetes operatsioonisüsteemides töödeldakse protsesse rööpselt.
  • Protsessid, lõimed , tegevuste järjestamine arvutis.
    Operatsioonisüsteemile kujutab programm teatavat mitteaktiivset üksust, ta ei ole protsess, vaid teatav kogum tööd, mida on kasutaja ette andnud.
    Protsess - töödeldav programm või selle osa. Programm võib koosneda ühest või enamast (üksteisest sõltumatult töödeldavaist) protsessist. Protsess omab temale eraldatud aadressiruumi. Protsess on „passiivne“, ta ei töötle ise midagi, vaid kasutab temas sisalduvaid lõimi .
    Igal protsessil on olemas vähemalt üks lõim (primaarne lõim).
    Lõim - sisaldub protsessis ning on protsessist väiksem üksus. Iga lõim on seotud konkreetse protsessiga. Protsess võib sisaldada üht või enam lõime. Kõiki protsessi kuuluvaid lõimi töödeldakse protsessi aadressiruumis.
    Lõim esindab üht kindlat käskude jada programmis . Ta omab individuaalset pinu ja teavet protsessi olekute kohta. Nagu protsessides saab luua uusi protsesse, saab lõimede poolt
    moodustada uusi lõimi programmi spetsiifiliste funktsioonide täitmiseks.
    Protsess läbib oma eluea jooksul üldiselt järgmised põhiolekud:
    Hoie // hold // => Valmidus // ready // => Käitus // running // => Ootel // waiting // => Lõpetamine
    //terminated//
  • Protsesside töötluse korralduse mudel.
    Operatsioonisüsteemi tuuma osa mis tegeleb protsessori ressursside jaotamisega programmide ja protsesside vahel on järjestid // scheduler //.
    Järjesti määrab rutiinid, mis suunatakse protsessorisse töötlemisele.
    Järjestite liigid, mida rakendatakse protsesside ohjel, on süsteemiti varieeruv.
  • Programmide ja protsesside järjestamise etapid.
    • Kaugjärjestit (kaugplaneerijat) kasutatakse harva. Tema ülesandeks on otsustada, millised protsessid suunatakse valmisolevate //ready// protsesside jadasse.
    Järjesti ülesandeks on optimaalselt ära kasutada arvutisüsteemi ressursse. Kaugjärjesti kasutamine oli tüüpiline pakett -töötlusele orienteeritud multitegumtöötlust rakendatavaile arvutisüsteemidele.
    • Vahejärjesti (keskplaneerija) tegeleb põhimälu dünaamilise jaotamisega protsesside vahel, mida parajasti protsessoris töödeldakse. Järjesti otsustab, millised protsessid saalitakse põhimälust välja, st juhul kui need pole teatava ajavahemiku jooksul olnud aktiivsed või on madala prioriteediga või kui protsess hõivab liialt suure mälumahu sekundaarmällu. Vahejärjesti vastutab otseselt mäluprügistumisega seotud probleemide lahendamise eest.
    • Lähijärjesti (lähiplaneerija) tegeleb otseselt protsessoris käivitatavate protsesside väljavalimisega kõigi põhimälus asuvate protsesside seast.
    • Jaoturi (dispetšeri) ülesandeks on lähijärjesti poolt välja valitud protsessi edastamine protsessorisse ja protsessi poolt vajatavate registrite ettevalmistamine tööks.
    Jaoturi põhilisteks ülesanneteks on:
    1. Kontekstide vahetus
    2. Lülitumine kasutajarežiimile // user mode//
    3. Kasutajaprogrammi käivitusel, juhtimise suunamine vastavale mäluaadressile.
    Kaug-, vahe- ja lähijärjesti ning jaotur koordineerivad pidevalt omavahelist talitlust.
  • Arvutite jõudluse hindamine ja jõudlusnäitajad (jõudlus, töötlusaeg, kiirendus, kiirendus rööptöötlusel , rööptöötluse efektiivsus).
    Hakkab lk 48, valem + ül!!
    Lk 57 kiirendus rööptöötlusel ja rööptöötluse efektiivsus
  • Amdahli seadus ja selle olemus.
    Samamoodi valemid + ül lk 53
    Amdahli seadus kirjeldab seda, kuidas muutub kogu arvuti (süsteemi) jõudlus
    (informatsiooni töötlusaeg) pärast seda, kui arvuti (süsteemi) mingis osas viiakse sisse
    parendusi , mis tõstavad selle osa jõudlust, st vähendavad infotöötluseks kuluvat aega.
    Parendama=paremaks tegema*
  • Jõudlustestid, nende hierarhia .
    Jõudlustestid on teatavad standardsed programmikogumid, mida käitatakse hinnatavail arvuteil, enamasti eesmärgiga saada nende riistvara jõudluslikke näitajaid, kuid jõudlusteste rakendatakse samuti ka tarkvara efektiivsuse (talitluskiiruse) hindamisel.
    Tüüpiliselt antakse jõudlushinnangud konkreetsetele süsteemidele (seadmetele) nagu arvuti, protsessor, mälud jms. Enamasti võrreldakse läbiviidud jõudlustestimise tulemusi teatava etalonsüsteemi (~seadme) poolt näidatuga, st saadakse hinnatavale süsteemile (seadmele) relatiivne jõudlushinnang.
    Jõudlustestimisel saadud tulemuste interpreteerimisel tuleb olla kriitiline, täpselt on vaja teada mida mõõdeti ja kuidas mõõdeti.
    Vääralt läbiviidud jõudlustestimine annab eksitavat informatsiooni mõõdetava süsteemi (seadme) jõudluse kohta.
    1. Rakendustestid // application benchmark // - baseeruvad arvuteis reaalselt töödeldavaile programmidele (Word jt);
    2. Tuumtestid // kernel benchmark// - reaalsete programmide fragmentidest koostatud testid (Linpack, Lawrence Livermore Loops jt);
    3. Sünteetilised testid //synthetic benchmark// - programmid, mis on spetsiaalselt koostatud jõudluse testimiseks (Whetstone (ujupunkttöötlus), Dhrystone (püsipunkttöötlus) jt);
    4. Tehingutöötluse testid // transaction processing benchmark// - testid, mis on suunatud välismälude ja seadmete (süsteemide) andmeedastuse jõudluse võimekuse hindamisele (TPC testid jt);
    5. Rööptöötluse testid //parallel benchmark// - testid, mida rakendatakse rööptöötlust kasutavate arvutite jõudluse hindamiseks (NPB1, NPB3, HPL, HPCC jt).
  • Protsessori jõudlust mõjutavad tegurid(programm, kompilaator, ISA, mikroarhitektuur, tehnoloogia ).
    Valikut mõjutavad tegurid:
    Töötlusalgoritmi liik (universaalne, spetsialiseeritud) ja keerukus
    Süsteemi (nõutav) paindlikkus ja programmeeritavus
    Nõuded jõudlusele
    Nõuded energitarbele
    Reaalajatalitlusest tulenevad kitsendused
    Süsteemi projekteerimise kestus ja kulukus
    Süsteemi maksumus
    Süsteemile esitatavad erinõuded
    Protsessori jõudlust mõjutavad, lisaks teistele teguritele, selle sisalduvate registrite korraldus ning erinevate konveierite, eeskätt käsukonveieri, olemasolu ja talitluse korraldus.
    Protsessori mikroarhitektuuri kaudu realiseeritavaid variante :
    1. Skalaarne protsessor
    2. Superskalaarne protsessor
    3. Käsukonveierita protsessor
    4. Käsukonveieriga protsessor
    5. Käskude järjestusepärase //in- order // töötlusega protsessor
    6. Käskude järjestusevälise //out-of-order// töötlusega protsessor
    7. Multilõimtöötlusega //multithreaded// protsessor
    8. Monotuumne protsessor
    9. Multituumne (mitmetuumne) protsessor
    Pollaci reegel
    Protsessorite jõudlus suureneb, tänu nende mikroarhitektuuri täiustamisele, ligikaudu võrdeliselt ruutjuurega nende keerukuse (transistoride arvu, kiibi pindala) kasvuga.
    Kui ühetuumses protsessorkiibis kahekordistada transistoride arvu, protsessori mikroarhitektuuri täiustamise eesmärgil, siis võib saavutada ligikaudu 40% protsessori jõudluse kasvu.
    Mitmetuumsetes protsessoreis on seos protsessorite keerukuse ja jõudluse vahel aga peaaegu lineaarne.
  • Mono - ja multitaktilise käsutöötluse põhimõtted.
    Monotaktilisel (ühetaktilisel) käsutöötlusel on kõikide käskude töötluseks ette nähtud ühesugused ajavahemikud, mille kestus määratakse lähtuvalt kõige kauem kestva käsu
    töötluseks kuluva ajavahemikega.
    Multitaktilisel töötlusel toimub käsu töötlus lihtsamate ja ajaliselt lühemate tegevuste jadana, kuid erinevate käskude töötluseks kulutatakse erinev arv takte. Multitaktilisel infotöötlusel püütakse minimeerida neid ajavahemikke, mille kestel otseselt käsuga seotud informatsiooni töötlust ei toimu.
    Kuna ühe käsu töötluseks kuluvate taktide arv võib, võrreldes monotaktilise töötlusega, suureneda , väheneb samas aga taktiperioodi kestus, siis lüheneb käskude (käsk 1, käsk 2, käsk 3) töötluseks kuluv aeg. Kuigi iga käsu täitmiseks kulutatakse erinev arv takte, kasutatakse töötakte
    efektiivsemalt ära ja vähenevad ajakaod käsujadade töötlusel ⇒ säästetud aeg.
  • Konveiertöötluse põhimõtted, konveierite liigid (mudelid).
    Konveieriseeritud töötlusel tuginetakse ühetaktilisele käsutöötlusele, kuid protsessoris töödeldakse samaaegselt mitut käsku. Taoline käsutöötluse korraldus võimaldab märgatavalt suurendada protsessi jõudlust.
    Konveiertöötlusel nimetatakse ajavahemikku kahe teineteisele järgneva operatsiooni vahel konveieritaktiks. Mida lühem on konveieritakti kestus, seda kõrgemaks võib osutuda konveieri jõudlus.
    Kindlaid funktsioone täitvad konveieri seadmed moodustavad konveieris astmeid.
    Konveierit moodustavate üksikute astmete omavaheliste ühenduste viiside järgi
    eristatakse kahte konveieri struktuuri - lineaarne ja mittelineaarne.
    Lineaarse konveieri moodustab teatav kogumik jadamisi ühendatud infotöötluslülitusi. Töötlusesse suunatav info ning konveieri üksikuis astmes saadud tulemid säilitatakse ajutiselt konveieri astmetevahelistes puhverregistrites.
    Kuna konveieri üksikute astmete funktsionaalsete seadmete talitluskiirused võivad üksteisest mõnevõrra erineda, siis tulemite ajutine puhverdamine neis puhverregistreis tagab selle, et konveieri ühelt astmelt edastatakse teisele astmele stabiliseerunud informatsioon.
    Andmetöötluse käigus on konveieri üksikud seadmed autonoomsed, nad võivad töötada rööpselt, tuginedes üksnes oma sisendinfole.
    Mittelineaarne konveier sisaldab tagasiside ja otseedastuse ahelaid. Need konveierid sobivad hästi rekursiivsete funktsioonide ning skalaarkorrutiste väärtuste arvutamiseks.
    Konveierid võivad oma talitlusviisilt olla kas sünkroonsed või asünkroonsed.
    Protsessorites rakendatakse, lähtudes konveierite funktsionaalsust, kahte liiki konveiereid:
    1. Käsukonveier (id)
    2. Aritmeetikakonveier (id)
    Käsukonveierid on ette nähtud käskude konveiertöötluseks.
    Aritmeetikakonveierid on ette nähtud aritmeetika-loogikaoperatsioonide konveiertöötluseks. Mittelineaarsetes aritmeetikakonveierites on oht kollisioonide tekkeks.
    Kollisiooninähtus seisned selles, et aritmeetikakonveieri üht ja sama astet soovivad samaaegselt kasutada kaks (või enam) erinevatesse käskudesse kuuluvat andmeüksust.
    Konveiertöötluse paradoks
    Käskude konveiertöötlusel ei muutu aeg, mida kulutatakse üksiku käsu töötlemisele, (mõningate käskude korral võib see isegi pikeneda), kuid suureneb ajaühikus töödeldavate käskude arv, st suureneb protsessori informatsiooni läbilaskevõime.
  • Sünkroonse käsukonveieri jõudlus, käsukonveieri jõudlust mõjutavad tegurid.
    Eeldame, et käsu töötlus ilma konveierita arvutis kestab t ajaühikut.
    Kui sama käsku töödelda ideaalses tasakaalustatud n-astmelises sünkroonses käsukonveieris, kus käskude töötlus on jaotatud n ajaliselt võrdse kestusega (t/n) töötlusetapiks, siis saavutatav informatsiooni läbilaske tõus (TPn) ehk kiirendus, mida konveiertöötluse rakendamine võimaldab võrreldes konveierita töötlusega.
    1. Konveieri struktuurne keerukus
    Konveieri keerukus kasvab eksponentsiaalselt konveieri astmete arvu suurenemisega. Keerukust lisavad samuti täiendavad astmetevahelised sidemed => mittelineaarsed konveierid;
    2. Käsutöötlusel esinevad „ülehüpatavad“ astmed konveieris
    Mitte kõik käsukonveieris töödeldavad käsud ei vaja kõiki konveieri astmetes teostatavaid infoteisendusi. Näiteks hargnemiskäskude töötlemisel pole vajadust tulemi salvestamiseks mällu ega registritesse. Läbides konveieris seda astet, ei toimu hargnemiskäsus mingit infotöötlust, st sisuliselt on tegemist konveieri tühitaktidega. Iga tühitakt vähendab konveieri potentsiaalset jõudlust.
    3. Riskinähtustest põhjustatud tühitaktid konveieri töös
    Käsukonveiereis esineb kolme liiki riskinähtusi – andmeriskid (tingitud RAW-, WAR- ja WAW-tüüpi andmesõltuvustest), juhtimisriskid (tingitud hargnemistest töödeldavas programmis) ja struktuursed- ehk ressursiriskid (tingitud protsessori riistvaraliste vahendite piiratusest) töötlemine konveieris).
  • Riist- ja tarkvaraliselt juhitavad vahemälud, vahemälu ühendamine mälusüsteemi.
    Mälusüsteemi hierarhilises struktuuris on kesksel kohal vahemälud, mis võimaldavad töödeldavat informatsiooni hoida võimalikult protsessori lähedal ja seeläbi tagada kiire andmevahetuse protsessori ja mälusüsteemi vahel.
    Andmete lugemine mälusüsteemist sõltub sellest, kas kasutatakse läbivasetusega vahemälu //look through cache // või kõrvalasetusega vahemälu //look aside cache//.
    Vahemälu kontrollerlülitus ohjab riistvaraliselt andmevahetusi protsessori ja vahemälu ning vahemälu ja põhimälu vahel. Kui vahemälu kontroller viib läbi andmeedastusi protsessori või põhimäluga, siis korraldab ta kas protsessorsiini (P-siini) või süsteemisiini (S-siini) andme-, aadressi – ja osade juhtliinide tegevust, st toimides vastaval siinil „master“-tüüpi seadmena.
    Läbivasetusega vahemälu korral asetseb vahemälu (vahemälu kontroller) protsessori ja põhimälu vahel. Sellisel juhul näeb vahemälu kontroller protsessori poolt protsessorsiinile edastatavad informatsiooni enne, kui see jõuab süsteemisiinile.
  • Vahemälu üldistatud struktuurne mudel.
    Vahemälud koosnevad järgmistest põhisõlmedest:
    1. Kiiretoimeline suuremahuline andmemälu. Selles säilitatakse nii põhimälust saadud informatsiooni kui ka protsessorist väljastatud tulemeid;
    2. Ülikiire sildikoodi mälu (sildimälu);
    3. Spetsiaalne juhtmälumälu vahemälu iga mälurea tunnusbittide säilitamiseks;
    4. Loogikalülitused, mille abil toimub vahemälusse talletatud informatsiooni asendamise ohje;
    5. Juhtseade, mille abil ohjatakse kõiki vahemälus toimuvaid protsesse.
    Informatsiooni vahetatakse põhimälu ja vahemälu vahel plokkide //block// kaupa. Ühe ploki moodustab fikseeritud arv mälusõnu (baite), mis põhimälus paiknevad järjestikuliste aadressidega mälupesades.Vahemälus paigutatakse infoplokk kindlale mälualale, mis moodustab vahemälus ühe vahemälu rea //cache line// ehk kande //entry//
    Sõltuvalt vahemälu korraldusest, viimane määrab selle, kuidas toimub aadressisõna
    vanemate aadressijärkude interpreteerimine vahemälus, jaotatakse vahemälud kolme
    põhiliiki:
    1. Otsevastendusvahemälu // direct mapped cache memory //
    2. Moodul -assotsiatiivne vahemälu //set-associative cache memory//
    3. Täisassotsiatiivne vahemälu // full associative memory//
  • Otsevastendusvahemälu.
    Kõige lihtsam viis kuidas vastendada //mapping// põhimälus ja vahemälus säilitatavat informatsiooni on jaotada põhimälu aadressiruum võrdse pikkusega andmeplokkideks, mis mahuksid vahemälu ühele reale. Sellisel juhul asuks iga põhimälu andmeplokk vahemälus ainult ühel kindla aadressiga vahemälureal, st tegemist oleks otsevastendusega vahemäluga.
    Otsevastendusega vahemälu korraldus on küll lihtne, aga samas ka kohmakavõitu. Mälukorralduse kohmakus avaldub teravalt juhtudel, kui andmetöötlusel vajatakse vaheldumisi andmeid põhimälu mälualadest, millede aadresside indeksikoodid langevad kokku, kuid mis asuvad erinevail mälulehekülgedel, st neil on erinev sildikood.
  • Moodul-assotsiatiivne vahemälu.
    Moodul-assotsiatiivsetes vahemäludes saab korraga säilitada ühe ja sama indeksiaadressiga andmeplokke, mis asuvad põhimälus erinevail mälulehekülgedel, st omavad erinevaid sildikoode.
    Lihtsustatult võiks moodul-assotsiatiivset vahemälu vaadelda kui süsteemi mitmest paralleelselt töötavast otsevastendusega vahemälust. Suhtlusel põhimäluga kasutab iga vahemälu koosseisu kuuluv moodul individuaalset andmeedastuskanalit.
  • Täisassotsiatiivne vahemälu.
    Informatsiooni vastendamisel põhi- ja vahemälude vahel on kõige paindlikumad täisassotsiatiivsed vahemälud. Täisassotsiatiivsete vahemälude korral ei ole piiranguid informatsiooni paiknemisele vahemälus.
    Täisassotsiatiivses vahemälus säilitatava informatsiooni poole pöördumisel ei ole tarvidust mitme aadressivälja järele, neid asendab üks üldine sildiväli. Kuna täisassotsiatiivsetes vahemäludes kasutatakse sildimäludes tüüpiliselt assotsiatiivseid mäluelemente, siis saab sildimälus läbi viia informatsiooni paralleelotsingut, st. korraga võrreldakse kõigi sildimälu ridade koode protsessori poolt väljastatud aadressikoodi väärtusega.
    Võrreldes kahe eelneva vahemälu tüübiga on täisassotsiatiivne vahemälu märgatavalt kiirem. Kuid kuna mälus kasutatakse aga keeruka sisestruktuuriga mälulülitusi, siis jäävad täisassotsiatiivsed vahemälud enamasti oma infomahutavuselt alla nii otsevastendusega kui ka moodul-assotsiatiivsetele vahemäludele.
  • Informatsiooni salvestus ja lugemine vahemälust.
  • Keskmine pöördusaeg vahemälusid (1- ja 2-tasemeline) sisaldavas hierarhilises mälusüsteemis.
    Lk 90 valmeid, 91 näide
  • RISC-arhitektuuriga protsessori üldistatud mudel.
    Programmide töötluse kiirendamiseks võeti RISC protsessoreis aluseks registerorienteeritud
    arhitektuur. Selleks lülitati protsessorite struktuuri suuremahulised registrikogumid.
    Tähistused
    IFU - käsuvõtuüksus //Instruction Fetch Unit//,
    IBU - hargnemisüksus //Instruction Branch Unit//,
    MMorL2CM - põhimälu või teise taseme (L2-taseme) vahemälu //Main Memory ; L2 level Cache Memory//,
    ICM - käsuvahemälu //Instruction Cache Memory//,
    MMU - mäluohjur e mäluhaldur //Memory Management Unit//,
    DCM - andmevahemälu //Data Cache Memory//,
    ICU – käskude juhtimisüksus //Instruction Control Unit//,
    IBR – käskude puhver //Instruction Buffer//,
  • RISC-arhitektuuriga mikroprotsessorite tüüpilisi omadusi.
    1. RISC arhitektuuriga protsessorid on loodud käsujadade töötlemiseks suure kiirusega, vähemalt üks käsk ühe taktiga.
    2. Rakendatakse piiratud käskude arvuga käsustikku. Lihtsa fikseeritud vorminguga käsud vähendavad aega, mis kulub käskude dekodeerimisele ja parandavad käsuvahemälude kasutamise efektiivsust ning lihtsustavad suhtlust nendega.
    3. Käsuvorminguis avaldub orienteeritus "register-register" tüüpi operatsioonidele. Tüüpiline on kolmeaadressiline käsuvorming. Adresseerimisel piirdutakse mõnede (3–4) kõige lihtsamate adresseerimise viisidega
    4. Suhtlus mälusüsteemiga toimub minimaalse arvu käskudega ( LOAD ja STORE).
    5. Käskude töötluse kiirendamiseks on mikroprogrammjuhtimine asendatud riistvaralisega.
    6. RISC-protsessorile on iseloomulik suurte spetsiifilise korraldusega registrikogumite olemasolu. Registrikogumid soodustavad konveiertöötluse korraldamist;
    7. Protsessori struktuuri kuuluvad mitmed, enamasti paralleelselt töötavad konveierid;
    8. Tüüpiline on mitme paralleelselt talitleva erineva töötlusseadme olemasolu protsessoreis;
    9. Protsessori jõudlus on otseses sõltuvuses konveierite optimaalsest laadest informatsiooniga;
    10. Konveierite operatiivsel varustamisel informatsiooniga on eriline koht vahemäludel, eriti esmataseme (L1-taseme) kiibisisestel vahemäludel;
    11. Informatsiooni ettevalmistamisel rakendatakse efektiivseid optimeerivaid kompilaatoreid, mis maksimaalselt arvestavad konkreetse protsessori riistvara iseärasusi;
    12. RISC-arhitektuur toetab riistvaralisel tasemel kõrgkeelsete programmide töötlust. Aeganõudvate operatsioonide täitmise kiirendamiseks on nende ohje viidud tarkvaraliselt tasemelt riistvaralisele.
    13. Kompileerimisel saadavate objektprogrammide maht RISC-arhitektuuri korral on tavaliselt mõnevõrra suurem, kui CISC-arhitektuuriga protsessoreil;
    14. Katkestuste töötlusel võib esineda ajakadusid. RISC-arhitektuuri on optimeeritud arvestusega, et katkestus -orienteeritud tegumeid tuleb töödelda harva.
    15. Kui CISC-arhitektuuriga protsessorid arenevad makroparallelismi suunas, st. jõudluse tõstmiseks ühendatakse mitu identset protsessorit ühtseks süsteemiks, siis
  • RISC- ja CISC-arhitektuuride võrdlus.
  • Arvutite mälu-, sagedus- ja võimsusmüüri olemus.
    Nõuded infotöötluse süsteemide jõudlusele kasvavad pidevalt. Klassikalised jadatöötlusmudelitele põhinevad arhitektuurid on ammendamas oma arengupotentsiaali, neile eksisteerivad reaalsed jõudluspiirangud:
  • Mälumüür //memory wall //
    Programmide töötluskiirust piirab infoliikluse kiirus protsessori ja mälusüsteemi vahel.
  • Sagedusmüür // frequency wall// (käsutasemelise rööpsuse müür //ILP wall//)
    Klassikalistes protsessorites on rakendanud järjest suurema astmete arvuga käsukonveiereid, et saavutada järjest kõrgemat infotöötluse kiirust. Konveierite üksikute astmete struktuurne keerukus ja nende talitluskiirus on jõudmas oma füüsilisele piirile.
  • Võimsusmüür //power wall//
    Protsessorkristallidest eralduva soojuseenergia kogus on liialt suur, et seda jõutaks piisavalt kiiresti kristallilt ära juhtida ( kristallide termošokk). Kuna protsessorite taktsagedus (f) kasvab, siis kasvab ka protsessorkiipide poolt tarbitav ja valdavas osas soojusenergia näol eralduv võimsus (P), [P ~ Vcc2 × f], mis põhjustab kiibikristalli ülekuumenemist.
  • Rööptöötluse tasemed ja rööptöötluse kolm põhikonfiguratsiooni.
    Rööptöötluse tasemed
    1. Programmi tase ⇒ töötlust viiakse läbi mitmete tööde //job//, st kasutaja poolt
    määratud töötlussegmentide tasemel, rakendades multiprogrammeerimist,
    ajajaotust, multitöötlust;
    2. Tegumi ehk protseduuri tase ⇒ töötlust viiakse läbi programmi kuuluvate
    tegumite (protsesside) rööpse töötlemise teel.
    Töötluse korraldamine eeldab, et vastav rakendus (programm) on
    dekomponeeritav mitmeks lihtsamaks alamülesandeks, mida saab samaaegselt
    töödelda, st programm on rööbistatav;
    3. Käskude tase ⇒ mitme käsu samaaegne töötlemine. Sellel tasemel viiakse läbi
    ka programmi vektoriseerimist;
    4. Käsusisene tase ⇒ rööpset töötlust korraldatakse käsusiseste operatsioonide
    paralleelse täitmise teel.
    Rööptöötluse riistvaralisel korraldamisel rakendatakse kolme süsteemi
    põhikonfiguratsiooni.
    1. Ülem-alluv konfiguratsioon
    2. Nõrga sidestusega konfiguratsioon
    Mitu arvutisüsteemi, igaühel neist on individuaalne operatsioonisüsteem. Igal protsessoril on globaalandmete tabel, mis näitab millisele protsessorile on tööde määratud.
    3. Sümmeetriline konfiguratsioon
    Süsteemis kasutatakse homogeenseid protsessoreid, mida ohjatakse ühise operatsioonisüsteemi poolt.
    Sümmeetrilise konfiguratsiooniga süsteemi normaalseks toimimiseks peab üksikute protsessorite omavaheline talitlus olema täpselt sünkroniseeritud.
  • Juhtimissõltuvused rööptöötlusel, Bernsteini tingimused.
    Juhtimissõltuvuse esinemisel pole võimalik määrata käskude täitmise järjekorda enne nende töötlemist. Juhtimissõltuvus piirab käskude rööptöötluse võimalusi.
    Rööptöötluse korraldamisel lähtutakse Bernsteini tingimustest, mille kohaselt:
    Kaks programmifragmenti (Fi ja Fj ) on teineteisest sõltumatud, st neid võib ja saab töödelda, kui on täidetud järgmised nõuded:
    Olgu programmifragmendi Fi sisendmuutujateks muutujad Ii ja väljundmuutujateks muutujad Oi.
    Programmifragmendi Fj sisendmuutujaiks on muutujad Ij ja väljundmuutujaiks muutujad Oj.
    Programmifragmendid Fi ja Fj on rööpselt töödeldavad kui:
    Ij ∩ Oi = Ø
    Ii ∩ Oj = Ø
    Oi ∩ Oj = Ø
    Rööptöötluse korraldamisel püütakse rööbistada //parallelization// olemuslikult jadamisi täidetavaid programme. Programmide rööbistamise ulatus on varieeruv, sest alati on võimalikud programmi osad, millede töötlust ei ole võimalik viia läbi paralleelselt teistega – need on ainult jadamisi täidetavad programmifragmendid.
  • Sünkroniseerimine rööptöötlusel.
    Rööpselt töödeldavad protsessid või nende lõimed võivad samaaegselt vajada
    ühiskasutuses olevaid ressursse.
    Seetõttu on vajalik rööptöötluse korral sünkroniseerida (koordineerida)
    ühiskasutatavate ressursside kasutamist erinevate protsesside (lõimede) vahel.
    Multilõimtöötlusel võivad erinevad lõimed muuta (üksteisest sõltumatult)
    globaalmuutujate väärtusi, mistõttu võib programmi talitlus saada rikutud.
    Kui lõime B käsk 1B sooritatakse enne, kui lõim A on tulemi moodustanud (täidetud käsk 3A), siis kasutab lõim B väärt muutuja X väärtust ning tema poolt moodustatud tulem on väär.
    Antud juhul esineb lõimede A ja B töötlusel konkurentsi nähtus // race //, mis on tingitud
    sellest, et lõimede talitlus pole sünkroniseeritud.
  • Gustafson-Barsise seadus, selle võrdlus Amdahli seadusega (rööpsüsteemide korral).
    Gustafson tuli järeldusele, et ülesanded, kus esineb mahukaid korduvaid andmekogumeid on hästi rööbistatavad.
    Kui rööbistatud programmi töödeldakse p protsessorist koosnevas süsteemis, siis infotöötlus kiireneks selles SG (p) korda, st:
    kus
    g – jadamisi täidetava (mitterööbistatava) osa suurus programmist, parameeter g võib omada arvulisi väärtusi vahemikus 0 kuni 1.
    Gustafson väitis, et kui multiprotsessorsüsteemi jõudlus suureneb, siis sellega kaasneb lahendatavate probleemide keerukuse tõus proportsionaalselt protsessorite arvu kasvuga süsteemis (p↑), kuid samas jääb programmi mitterööbistatava osa (g) suurus muutumatuks (g = const .).
    Mida mahukam on töödeldav ülesanne, seda suuremat jõudlust on rööptöötlusel võimalik saavutada. Programmi rööbistamise läbi saavutatavat kiirendust (SA (p)) hinnatakse sageli ka
    Amdahli seaduse abil:
    Tuleb arvestada, et programmi rööptöötlusel p protsessori abil on saavutatav arvutuslik kiirendus Gustafsoni reegli alusel arvuliselt märksa suurem (optimistlik hinnang), kui Amdahli reegli järgi (pessimistlik hinnang) leitu.
  • Rööpsüsteemide skaleeritavus.
    Lk 118
  • Tegumi teralisuse olemus.
    Tegumi teralisus (G) iseloomustab seda, kui palju aega tegumis kulutatakse tegumi
    töötlusele (Tt) ja kui palju aega andmevahetuseks (Te) teiste tegumitega
    Peeneteraline rööpsus
    1. Infoedastuste vahel viiakse läbi suhteliselt väikeses mahus infotöötlust.
    2. Peeneteraline rööpsus hõlbustab protsessorite tasakaalustatud laadet.
    3. Peeneteraline rööpsus toob kaasa täiendavaid infoedastusega seotud ajakadusid, mis pärsib süsteemi jõudluse kasvu.
    4. Väga peene teralisuse korral võib tekkida olukord, kus infoedastusega seonduvad täiendavad ajakaod ja ajakaod, mis on seotud tegumite omavaheliste sünkroniseerimistega, võivad hakata ületama otseseks infotöötluseks jäävataega.
    Jämedateraline rööpsus
    1. Võrreldes ajaga , mida kulutatakse infoedastustele, on infotöötlusele kulutatav aeg oluliselt suurem.
    2. Jämedateraline rööpsus pakub paremaid võimalusi arvutisüsteemi jõudluse suurendamisel.
    3. Arvutisüsteemis on raske tagada kõigi infotöötlusega tegelevate üksuste ühtlast koormatust.
  • Arvutiarhitektuuride Flynni taksonoomia.
    Arvutiarhitektuuride üks levinumaid süstemaatikaid töötati välja 1960-ndate aastate keskel Michael J. Flynni (avaldati 1966. aastal) poolt - nn. voogklassifikatsioon. Flynn klassifitseeris arvuteid sõltuvalt sellest, mitut andme-ja käsuvoogu sai arvutis samaaegselt töödelda.
    Käsuvoog moodustub protsessoris töödeldavate käskude jadadest,
    andmevoog aga operandide jadadest.
    M. J. Flynni taksonoomia kohaselt eristatakse nelja erineva arhitektuuriga arvuteid:
    SISD Single Instruction, Single-Data - üks käsuvoog ja üks andmevoog ehk klassikaline von Neumanni uniprotsessori arhitektuur.
    SIMD Single Instruction, Multiple-Data - üks käsuvoog ja mitu andmevoogu.
    MISD Multiple-Instruction, Single-Data - mitu käsuvoogu ja üks andmevoog.
    MIMD Multiple-Instruction, Multiple-Data - mitu käsuvoogu ja mitu andmevoogu.
  • Multiprotsessorsüsteemide ühendusvõrkude topoloogiad, näited (välja jääb oomegavõrk).
    Sidevõrk moodustatakse andmeedastuseks ettenähtud keskkonnas kahe sõlmede kogumi (sisendite hulga ja väljundite hulga) vahel, kasutades sideliine ja linke ( kanaleid ).
    Graafiliselt esitatakse sidevõrku kui struktuuri, mis koosneb sõlmedest, esindavad arvuteid, protsessoreid (protsessorelemente) või mälusid ja naabersõlmi ühendavatest linkidest ehk kanalitest
    Kui protsessorid suhtlevad sidevõrgus omavahel järjestikku, siis andmete liikumisel andmeallikast andmeneelu läbitakse võrgus rida vahepealseid sõlmi, mis kujutavad nn transiitsõlmi // transit node //. Sidevõrgus tekkivais transiitsõlmedes peavad olema seadmed, mis on võimelised tuvastama sõlme sisenevat andmevoogu ja suunama seda lähtuvalt teatisele ette nähtud sihtsõlmele (andmeneelule). Informatsiooni edastusel sidevõrgu vahendusel moodustatakse andmetee //path//, st meedium , mille vahendusel toimub infoülekanne.
    Teatis // message // – infoüksus (andmed ja/või juhtinfo), mis kantakse arvutis üle töödeldavate protsesside vahel või sidevõrgus arvutite (protsessorite) vahel. Võrgu kahe sõlme vahel edastatav teatis liigub piki andmeteed, mis moodustub ühest või enamast lingist ja kommutaatoreist.
    Lingid (lülid) on riistvaralised ühendused võrgu kahe sõlme vahel. Link ainult edastab teatist ja ei muuda selle olemust mingilgi määral.
    Kommutaator (lüliti) //switch// - on seade, mis suunab teatisi, läbi transiitsõlmede, teatiste saatjate (andmeallikate) ja vastuvõtjate (andmeneelude) vahel.
  • Andmesidevõrke iseloomustavad näitajad.
    Sõlme (tipu) aste //node degree// - võrgu sõlmega ühendatud kanalite arv.
    Läbiase //bandwidth// - maksimaalne teatiste arv, mida võrk suudab edastada ajaühikus.
    Latentsus, viide //latency// - aeg, mis kulub võrgus info edastamiseks infoallikast infoneelu.
    Latentsust määratletakse ka ajaga, mis kulub nullpikkusega teatise edastamiseks.
    Ühenduvus //connectivity// - võrgu sõlmede arv, mis on vahetus naabruses antud sõlmega, st sõlmede arv kuhu antud sõlmest jõutakse ühe hüppega //hop//.
    Diameeter //diameter// - maksimaalne sõlmede arv, mida teatis läbib oma teel andmeallikast andmeneelu. Diameeter iseloomustab teatise edastuseks kuluvat aega, st latentsust.
    Keskmine kaugus // average distance// - võrgu kahe sõlme vahelist keskmist kaugust mõõdetakse linkide arvuga, mis jääb nende kahe sõlme vahele kõige otsesema tee puhul võrgus.
    Kaugus kahe sõlme vahel määratakse hüpete arvuga, mida teatisel tuleb sooritada liikumisel otseteel sidevõrguvõrguühest sõlmest teise.
    Võrgu riistvara keerukus //hardware complexity // - riistvara keerukus on võrdne võrgu kõigi linkide ja kommutaatorite summaga .
    Võrgupoolitus //bisection// - minimaalne linkide arv (BS), mis tuleb sidevõrgust kõrvaldada, et moodustuks kaks võrdset sümmeetrilist võrgupoolt.
    Kõrvaldatud linkidearv iseloomustab võrgupoolituse laiust (BWD)//bisection width//.
    Laiendatavus // place modularity// - iseloomustab seda, kuivõrd kerge on olemasoleva võrgu struktuuri laiendada täiendavate moodulite abil.
    Regulaarsus //regularity// - iseloomustab kuivõrd kõrge on korduvuse aste võrgu struktuuris.
    Täielik andmesidevõrk on võrk, kus eksisteerib link igast võrgu sõlmest igasse teise sellesse võrku kuuluvasse sõlme (n×n võrk).
  • Sidevõrkudes kasutatavad ruutimise põhiprotokollid.
    Andmeedastustee sidevõrgus võib olla kas ühesuunaline kakspunktühendus //point-to-point//, kahesuunaline kakspunktühendus või kahesuunaline rohkem kui kahte sõlme ühendav.
    Esimesed kaks varianti on sihtotstarbelised andmeedastusteed // dedicated path//, viimane esindab ühiskasutatavat andmeedastusteed //shared path//.
    Ruutimine on mehhanism , mille abil moodustatakse sidevõrgus andmetee võrgu kahe sõlme (andmeallika ja andmeneelu) vahel, eesmärgiga edastada nende vahel teatis ( teatised ).
    Ruutimisel lahendatakse kaks ülesannet:
    1. Määratakse edastatavate andmete võrgus liikumise marsruut (marsruudid), st millised ja millises järjekorras läbitakse sidevõrgus transiittippe.
    2. Teavitatakse sidevõrku valitud marsruudist.
    Ruutimise põhiprotokollid:
    1. Kanalikommutatsioon //circuit switching//;
    2. Pakettkommutatsioon //packet switching//;
    3. Ussiaukkommutatsioon //wormhole switching//.
    Kanalikommutatsiooni põhimõtet rakendati enne pakettkommutatsiooni, näiteks telefonivõrkudes.
    Kanalikommutatsiooni korral luuakse esmalt side võrgus allik- ja neelusõlme vahel. Teised samaaegselt sidevõrgus viibivad teatised ei saa mingile teatisele juba eraldatud andmeteed kasutada enne, kui see teatis on andmetee vabastanud, st temaga seotud andmeedastuse seanss on lõppenud.
    Kanalkommutatsiooni on otstarbekas rakendada pikkade sõnumite (teatiste) edastamiseks.
    Pakettkommutatsiooni on põhiliselt ette nähtud andmeside korraldamiseks arvutite vahel. Pakettkommutatsiooni korral jaotatakse teatis väiksemateks osadeks ehk pakettideks.
    Ussiaukkommutatsioon //wormhole routing// kujutab kahe eelneva,
    kanalikommutatsiooni ja pakett-kommutatsiooni, hübriidi.
    Sõnum jaotatakse samuti üksikuteks edastusüksusteks flit(t)ideks //flow control digits,
    flit//, neist igaüht edastatakse andmeneelu üht kindlat andmeteed pidi nagu see toimub
    kanalikommutatsioonil.
  • SISD- ja SIMD-arhitektuurid.
    SISD-arhitektuuriga arvutis koordineerib juhtüksus (CU) käskude töötlemist, ohjates eeskätt käsuvõtu-töötluse //Fetch-Execute// faase. Juhtüksus viib läbi käskude jadavõttu arvuti mälust (MU) ja suunab need protsessori töötluselementi ehk töötlusüksusesse (EU).
    Käskudes kasutatavaid andmeid (operande) ja töötluse tulemusena saadud resultaate säilitatakse, nagu käskegi, mälus.
    Tüüpilisteks SISD-arhitektuuriga protsessoriteks on nn uni- ehk monoprotsessorid, mis tuginevad kas Harvardi või von Neumanni arhitektuursele mudelile. SISD-arhitektuuriga arvutid on tüüpiliselt skalaararvutid, kus toimub käskude determineeritud jadamisi töötlus.
    SIMD-arhitektuur esindab eeskätt varasemaid rööptöötlusele orienteeritud arvuteid, selle arhitektuurse mudeli tüüpilisteks esindajateks on maatriksiprotsessorid// array processor//.
    SIMD-arhitektuuriga arvuteis on tüüpiliselt teatav arv lihtsaid homogeenseid töötlevaid üksusi (EU), mis ühendatakse moodulkorraldusega mäluga. Mälu moodustavad mälumoodulid (MU), mida kasutatakse töötlusüksuste (EU) poolt, on kas ühiskasutuses //shared// või siis hajuskasutuses //distributed//.
    SIMD-arhitektuuri korral toimub kõikides töötlusüksustes ühe ja sama käsu täitmine, kuid iga töötlusüksus kasutab individuaalseid andmeid (operande), mis on salvestatud vastavasse mälumoodulisse.
    SIMD-arhitektuuriga arvutis (maatriksiprotsessoris) talitlevad töötlusüksused sünkroonselt. Kui kõikides töötlusüksustes on käsutöötlus lõpetatud , alles siis toimub töötlusüksustes saadud tulemite salvestus mälumooduleisse.
    SIMD-arhitektuuriga arvutid sobivad kõrge programse regulaarsusega, silmusorienteeritud ülesannete lahendamisel. Tüüpilistes SIMD-arhitektuuriga arvuteis on kasutusel näiteks maatriksiprotsessorid, assotsiatiivprotsessorid või süstoolseid protsessorid //systolic array//
  • MISD-arhitektuur.
    Süstoolsetes maatriksites püütakse saavutada süstolite maksimaalse koormatus optimeerides töödeldavate andmete liikumist läbi maatriksi töötluselementide.
    MISD-arhitektuuri korral suunatakse üks andmevoog läbi jadamisi ühendatud töötlusüksuste (EU) struktuuri (lineaarne maatriks ), kusjuures iga töötlusüksuse tööd juhitakse individuaalse käsuvoo (I1, I2, ..., In) poolt. Iga töötlusüksus sooritab temasse sisestatud andmetega sellise infoteisenduse, mis on määratud temale edastatud käsu poolt.
    MISD-arhitektuuriga arvutite võimalikke rakendusi:
    Erinevate signaalisageduste filtreerimine ühtsest sisendsignaalist või mitme erineva krüptoalgoritmi rakendamine ühe teatise suhtes.
  • MIMD-arhitektuur.
    Tüüpiliselt tuginevad informatsiooni rööptöötlusele orienteeritud arvutid, sh ka andmevoo- //dataflow//, lainefrondi- //wavefront// ja reduktsioonarhitektuuriga //reduction architecture// arvutid, MIMD-arhitektuursele mudelile.
    MIMD-arhitektuuri korral talitleb iga arvuti struktuuri kuuluv töötlusüksus (EU), sõltumatult teistest struktuuri kuuluvaist töötlusüksustest, individuaalse käsu ohjel, kasutades antud käsus ette nähtud andmeid (operande). Iga töötlusüksuse talitlust ohjab otseselt individuaalne juhtüksus (CU), mis koos töötlusüksusega (EU) moodustavad protsessori. Tavaliselt varustatakse iga töötlusüksus individuaalse lokaalmäluga (MU). Vaatamata sellele, et iga töötlusüksus talitleb autonoomselt ja rööpselt teiste töötlusüksustega, toimub MIMD-arhitektuuriga arvuteis infovahetus ka üksikute protsessorsüsteemide vahel.
    Süsteemi kuuluvad protsessorid vahetavad omavahel informatsiooni kas läbi ühismälu või läbi sidevõrgu (hajusmälu). Viimasel juhul rakendatakse teatisedastusi //message passing //.
  • UMA-mudel.
    UMA-mudeli puhul on mälu juurdepääsetav kõigile protsessoritele (protsessorelementidele) ühetaoliselt läbi siini (sidevõrgu).
    Antud arhitektuurset lahendust nimetatakse tihesidestusega //tightly coupled// arhitektuuriks, sest toimub ressursside intensiivne ühiskasutus.
    • Kõikidel protsessoritel on võrdse kestusega mälupöörduse aeg.
    • Pole oluline millisesse mälumoodulisse paigutatakse andmeid.
    • Süsteemi mahu suurenedes pikeneb mälupöörduse latentsus (viide).
    • Süsteemis esineb võistlus mälumoodulite vahel ja võistlus sidevõrgus piirab süsteemi jõudlust.
    • Kuna UMA- mudelis on pöördus ühiskasutusmälu poole tasakaalustatud, st kõik süsteemi kuuluvad protsessorid omavad võrdset juurdepääsu S/V-ressurssidele ja võrdse võime käitada töödeldavaid programme, siis süsteemi nimetatakse sümmeetrilisteks multiprotsessoriteks ehk SMP // symmetric multiprocessor//.
    UMA mudeli puuduseks on skaleeritavuse raskused, kuna sidevõrk võib protsessorite arvu suurenedes kiiresti ummistuda. Lisaks esineb selles mäluvõistluse nähtus, mis tekib juhul, kui mitu protsessorit soovivad samaaegselt suhelda ühe ja sama ühiskasutuses oleva mäluga (M).
  • NUMA -mudel.
    • Igal protsessor on varustatud individuaalse mäluplokiga ühiskasutuses olevast mälust, kuid programmist näeb ühiskasutusega mälu aga ühtse globaalse aadressiruumina. NUMA-mudel esindab loogilise struktuurina ühiskasutusmälu, kuid füüsilise struktuurina jaotatud mälu. Tegemist on nõrksidestusega ehk hajusa mäluarhitektuuriga.
    • Protsessori pöördusaeg süsteemi kuuluvate erinevate mälude poole sõltub protsessori kaugusest konkreetsest mälust, sellest tulenevad protsessorite varieeruvad mälupöörduse kestused. Andmevahetusel protsessorite vahel rakendatakse antud mudeli korral sõnum(teatis-)edastuste meetodit.
    • Vähendamaks pöörduste sagedust mälu poole, lisatakse NUMA-mudelisse sageli kiired vahemälud. Täiustuse tulemusena moodustub nn CC-NUMA-mudel.
    CC-NUMA //cache coherent NUMA// - vahemälukoherentne NUMA.
    Vahemälu koherentsus tähendab antud juhul seda, et kui üks süsteemi protsessoritest värskendab ühismälus informatsiooni, siis teavitatakse selles kõiki teisi selle mäluga suhtlevaid protsessoreid.
    CC-NUMA-arhitektuur on sobilik arvutitele, kus on kriitiline mälu latentsusaeg, sõltudes mälu asukoha kaugusest protsessorist.
  • COMA -mudel (sh CC-COMA).
    • COMA-mudelis evib iga protsessor, analoogiliselt NUMA-mudeliga, teatava osa ühiskasutusmälust.
    • Kuigi COMA-mudel sarnaneb NUMA-mudelile, on sellel oluline erinevus – COMA-mudelis talitleb globaalmälu kas kui otsevastendus- või moodulassotsiatiivse vahemäluna.
    Füüsiline mäluruum jaotatakse vahemälu ridadeks, mida edastatakse süsteemis vastavalt protsessoreilt saabuvatele nõudlustele. DRAM vahemälust suunatakse andmed vastava protsessori lokaalmällu.
    • COMA-arhitektuuris valdab iga allsüsteem osa üldisest aadressiruumist. Põhiline COMA-arhitektuuri iseärasus seisneb selles, et süsteemi poolt kasutatavate andmete tükeldus on dünaamiline , st ei ole fikseeritud vastavust andmete aadressi ja füüsilise mälu vahel.
    • COMA-mudelis kasutatakse tihti hierarhilist andmeedastuse süsteemi, kus rakendatakse nii ühiskasutusega sidevõrku kui ka teatisedastusega sidevõrku.
    • Kuna andmetel ei ole üht kindlat „koduaadressi“, siis tuleb neid süsteemist otsida.
    Kui pöördusel lokaalse vahemälu poole tekib möödalask, siis hakatakse liikuma pikki puukujulist otsinguahelat, kuni jõutakse vajatavate andmeteni.
  • Rööparvutite jõudluse ligikaudne hindamine.
    Rööparvuti, mis sisaldab p protsessorit (protsessorelementi), jõudlus ei kasva võrdeliselt süsteemi lisatavate protsessorite arvuga.
    Üldjuhul sõltub rööparvutite jõudluse kasv paljudest teguritest, eeskätt neis töödeldavaist programmidest, programmide kompileerimisel kasutatud vahendeist, arvuti ohjel rakendatavast operatsioonisüsteemist, arvuti mikroarhitektuuris rakendatud lahendusest, protsessorite (protsessorelementide) talitluskiirusest jms. Rööparvutite, mis kujutavad ultiprotsessorsüsteeme, projekteerimisel on raske prognoosida arvuti poolt saavutatavat jõudlust, mis oma olemuselt on varieeruv suurus, seetõttu kasutatakse selleks erinevaid ligikaudseid hinnanguid.
  • Vektorprotsessorite struktuurid (mälu-orienteeritud ja register-orienteeritud).
    Vektorarhitektuuriga protsessoreile, mis olemuselt esindavad monoprotsessoreid, on iseloomulik suure arvu funktsionaalsete üksuste olemasolu, kus andmetöötlus toimub konveieriseeritult (andmekonveierites). Vektorprotsessorid ei kasuta virtuaalmälusüsteemi, andmevahemälusid ja neis ei rakendata infotöötluse korraldamisel käsutasemelist rööpsust (ILPd).
    Vektorarvutite protsessorite struktuurid tuginevad kahele arhitektuursele lahendusele:
    1. Mälu-orienteeritud vektorprotsessorid (kõik vektortöötluse operatsioonid sooritavad operandivõtte mälust ja tulem salvestatakse samuti mällu).
    2. Register-orienteeritud vektorprotsessorid (kõikide vektortöötluse operatsioonide täitmisel asuvad lähteandmed registreis ja tulemid salvestatakse samuti registreisse).
  • Vektorprotsessori põhimälu, skalaarprotsessor, vektorkontroller, vektori aadressigeneraator ja mäluliides, aritmeetikakonveier, vektorregistrikogum.
    Põhimälu
    Põhimälus säilitatakse käske ja andmeid. Põhimälu toimekiirusest sõltub otseselt protsessori jõudlus, sest vektorandmete töötlusel on liiklus mälu ja töötlusüksuste vahel väga intensiivne.
    Vektorprotsessori mälusüsteem peab tagama suure infoläbilaske, et varustada aritmeetikakonveiereid pidevalt töödeldavate andmetega. Põhimälus rakendatavad meetmed:
    1. Mäluliides on samuti üles ehitatud konveieri põhimõttel, mis talitleb sõltumatult aritmeetikakonveieritest.
    2. Mälus, suure infoläbilaske saavutamiseks, jaotatakse mäluruum m segmendiks // bank //.
    3. Pikk viiteaeg esineb vaid andmevektorkonveieri algkäivitusel, hiljem väljastab andmekonveier igal taktil ühe tulemi.
    Algselt kasutati vektorarvutite mäludes üksnes staatilisi RAMe (SRAM), praegu leiavad kasutamist ka dünaamilised RAMid (DRAM). See võimaldas märgatavalt suurendada vektorarvutite mälumahte ja seega sõltumatute mälusegmentide arvu neis.
    Skalaarprotsessor
    Skalaarprotsessor töötleb skalaarkujul esitatavat informatsiooni, mis on seotud programmi juhtimisega, vektortöötluse käivitusega, suhtlusega operatsioonisüsteemiga ja sisend-väljundoperatsioonide juhtimisega. Skalaarprotsessori ülesandeks on samuti vektortöötluse kontrolleri (vektorkontrolleri) käivitamine.
    Vektorkontroller dekodeerib vektorkäske, sooritab operandide aadresside töötlust, käivitab vajadusel mäluliidese kontrolleri talitluse, käivitab aritmeetikakonveieris andmetöötluse ja ohjab kõigi nimetatud seadmete talitlust. Vektorkäsu töötluse lõppedes viib vektorkontroller läbi ettenähtud lähtestused ning moodustab uue olekusõna.
    Vektori aadressigeneraator ja mäluliides
    Üksuse (vektorite laade-salvestusüksuse) ülesandeks on tagada kiire andmevahetuse aritmeetikakonveieri ja mälu vahel. Üksus saab vektorkontrollerilt operandide aadresse ja formeerib nende alusel jadapöördusi mälu poole, et varustada aritmeetikakonveierit (konveiereid) töödeldavate andmevektorite elementidega. Vektori aadressigeneraatori ja vektorkontrolleri talitlus võib toimuda kattuvalt, töödeldes erinevaid vektorkäske.
    Aritmeetikakonveier
    Vektorarvuti igas funktsionaalses üksuses talitleb individuaalne andmekonveier. Aritmeetikakonveieris sooritatakse mälust saabunud vektorandmete elementidega käsus
    ette nähtud infoteisendused ning salvestatakse saadud tulemid mällu või vektorregistreisse.
    Vektorprotsessor võib sisaldada rohkem kui ühe aritmeetikakonveieri.
    Aritmeetikakonveierid võivad olla kas universaalsed - polüfunktsionaalsed või piirduda vaid ühe kindla andmeteisenduse liigiga – monofunktsionaalsed. Vektorprotsessoris rööpselt talitlevad funktsionaalüksuste konveierid moodustavad liini.
    Vektorregistrikogum
    Erinevalt mäluorienteeritud vektorprotsessorist, kus vahetult töödeldavad vektorandmed ja töötlusel saadud tulemid asuvad põhimälus, säilitatakse register orienteeritud vektorprotsessoris vahetult töödeldavad vektorandmeid ja töötlusel saadud tulemeid spetsiaalses vektorregistrikogumis.
    Kuna andmevahetus registritega toimub märksa kiiremini kui põhimäluga, siis saab suurendada aritmeetikakonveieris töödeldava info mahtu. Andmevahetus põhimälu ja vektorregistrite vahel toimub plokkide kaupa. Andmevahetus vektorregistrite ja aritmeetikakonveieri vahel toimub vektori elementida kaupa.
    Vektorregistrid moodustavad andmepuhvri põhimälu ja aritmeetikakonveieri vahel. Sellise puhvri olemasolu võimaldab samaaegselt sooritada andmeedastusi struktuurides register-mälu ja register-aritmeetikakonveier. Nende kahe struktuuri talitlus toimub kattuvalt. Vektorregistrikogumil on vähemalt 2 lugemis- ja 1 salvestusport.
  • Tüüpilised vektorkäsud.
    Vektorkäskude vorming
    Kui mittevektorarvutis sooritatakse operatsioon vektorandmetega, näiteks A +B = C, tsüklilise operatsioonina, kus iteratiivselt liidetakse andmevektorite A ja B elemente, siis vektorarvutis sooritatakse see operatsioon ühe käsuga.
    Käsukood määrab läbiviidava infoteisenduse ( liitmine , lahutamine, korrutamine jms). Ülejäänud väljad käsuvormingus määratlevad, kus asuvad lähteandmed (allikas 1 ja 2), kuhu salvestatakse tulem ning kui pikad (mitme elemendilised) on kasutatavad andmevektorid.
    Kui programmi tsüklites esineb tingimusi („if“- avaldis ), siis ei saa neid programmiosi töödelda vektorrežiimis, kuna töötluse käigus tekivad juhtimissõltuvused.
    Tüüpilised vektorkäsud
    1. Vektor -vektor operatsioon – operatsioon kahe vektormuutuja vahel, tulemiks on samuti vektor;
    2. Vektor- skalaar operatsioon – operatsioon vektor- ja skalaarmuutuja vahel, tulemiks on vektor;
    3. Vektor-mälu operatsioon – vektorregistri laadimine või vektorregistri sisu salvestamine mällu.
    4. Vektori reduktsioon – operatsioon vektormuutujal, mille tulemusena saadakse skalaarmuutuja;
    5. Maskimine – käsk, mida kasutatakse vektorkäskude tingimuslikul töötlemisel.
    Protsessoris olevasse maskiregistrisse (MR) salvestatud maskivektori järkude väärtused määravad vektoroperandi need elemendid, mis osalevad antud vektoroperatsioonis.
  • Vektoriseeritud programmi töötlusaeg.
    Vektoriseeritavus – programmi või programmi segmendi omadus, mis võimaldab samaaegselt läbi viia operatsioone erinevate andmeüksustega.
    157-158 ül + valemid
  • Andmevooarvuti üldistatud mudel.
    Lk 174
  • Üldpõhimõtted informatsiooni töötlemisel andmevooarvutis (töödeldavuse ja käivituse reeglid).
    Andmevooarvutile iseloomulikud tunnused:
    1. Asünkroonsus (käsutöötlust alustatakse vaid juhul, kui käsus rakendatavad operandid on kasutusvalmis);
    2. Funktsionaalsus (mis tahes kaht töötlusvalmit käsku võib töödelda suvalises järjekorras või rööpselt).
    Infotöötlus andmevooarvutis võib olla korraldatud kas staatiliselt või dünaamiliselt .
    1. Staatilise töötluse korral salvestatakse arvuti mällu kõigis andmevoograafi tippudes sisalduv informatsioon, kuid korraga saab töödelda graafi vaid ühe tipu kaupa.
    2. Dünaamilise töötluse korral toimub andmevoograafi tippude dünaamiline järjestamine, kusjuures korraga saab töödelda rohkem kui üht graafi tippu.
  • Erinevused staatilise ja dünaamilise andmevooarvuti vahel.
    Tsentraliseeritud süsteemid (staatiline andmevooarhitektuur) Kõik käsud on ühtses käsumälus.
    Hajusad süsteemid (dünaamiline andmevooarhitektuur) Käsud jaotatakse töötluselementide vahel ära, st käsumälu segmenteeritakse protsessorelementide vahel.
  • Staatilise ja dünaamilise andmevooarvuti mudelid.
    Lk 180 ?
  • Andmeskalaarse protsessori talitluse põhimõtted.
    1.Kõik protsessorüksused töötlevad sama programmi, kuid üksteisest veidierinevatel ajahetkedel;
    2.Üks protsessorüksustest (peaprotsessor) töötleb informatsiooni, võrreldes teiste protsessorüksustega, ennetavalt;
    3.Kui programmi töötluse käigus tekib olukord, kus vajatakse operandi, mida antud hetkel peaprotsessorina toimiv protsessorüksus ei valda, siis leiab aset peaprotsessori vahetumine. Uueks peaprotsessoriks saab süsteemis see protsessorüksus, mis valdab vajatavat operandi;
    4.Kõik protsessorüksused peatavad infotöötluse selleks ajaks, kuni töötluse ohje võtab üle uus peaprotsessor ning edastab neile vajalikud andmed.
    5.Andmeskalaarses protsessoris kasutatakse ainult ühesuunalisi infoedastusi.
  • Andmeskalaarses protsessoris laade- ja salvestusoperatsioonide korraldus dubleeritud ja edastatud andmeid sisaldavais mäludes.
    O Eeldame, et protsessorüksustes toimuvad erinevad laadeoperatsioonid(ld-1, ld-2) ja salvestusoperatsioonid (st-1 ja st-2), millesse on kaasatud dubleeritud - ja edastatud andmete mäluruumi osas paiknevad operandid.
    O Operatsioonid ld-1 ja st-1 PÜ1-s ja PÜ2-s on seotud andmevahetusega protsessorüksuste dubleeritud andmete mäluruumi osas asuvate andmetega ja võivad toimuda rööpselt mõlemas protsessorüksuses.
    O Laadeoperatsioon ld-2 on seotud andmetega mida valdab protsessorüksusPÜ1, seetõttu peatatakse protsessorüksuses PÜ2 infotöötlus seniks, kuni PÜ1 on läbi globaalsiini edastanud vajalikud andmed (operandi) PÜ2-le.
  • Spekulatiivtöötluse rakendamine andmeskalaarses protsessoris.
    1.Andmete spekulatiivsest leviedastusest hoidutakse seniks, kuni pole selgunud sooritatud spekulatiivtöötluse õiguspärasus;
    2.Protsessorüksus alustab spekulatiivtöötluse käigus kasutatavate andmete leviedastusega, kuid niipea kui selgub , et spekulatiivtöötluse polnud õiguspärane, siis koheselt teavitab ta teisi protsessorüksusi sellest, et levitatud andmed olid kehtetud.
  • Multiskalaarse protsessori mikroarhitektuurne mudel.
    Lk 201
  • Programmi ettevalmistamine töötluseks multiskalaarses arvutis.
    Põhiplokk koosneb käskude jadast, mis ei sisalda hargnemisi. Põhiplokid moodustatakse kas assemblerikoodist või programmi lähtetekstist. Põhiplokil on ainult üks sisenemispunkt ja üks väljumispunkt. Kõik põhiplokki kuuluvad käsud täidetakse ranges järjestuses jadamisi alates
    sisenemispunktis olevast käsust.
    Programmi töötlemist multiskalaarses protsessoris võib vaadelda kui rööpset liikumist piki tegumivoo graafi (TVG). Tegumivoo graaf (TVG) // task flow graph // kujutab suunatud graafi, mille tippudes on tegumid ja graafi tippe ühendavad kaared näitavad juhtvoogude kulgemist tippudevahel graafis.
  • Juhtimis- ja andmesõltuvused multiskalaarse protsessori tegumites.
    Lk 196-200
  • Andmevahetuse korraldus multiskalaarses protsessoris.
    Multiskalaarse protsessori mälusüsteemi moodustavad protsessorelementideindividuaalsed registrikogumid ning protsessorelementidele eraldatud individuaalsed mälud ehk andmepangad (AP). Andmevahetus leiab aset nii lokaalselt kui ka globaalselt, st sünkroonselt protsessorelementide vahel. Et tagada protsessorelementide talitluse autonoomsus, varustatakse kõik PE-d üldkasutatava informatsiooniga.
  • Protsessorarhitektuuride arengusuundi.
    1.Ühe lõime töötluse kiirendamine:
    Rakendatakse rohkem spekulatiivset käsutasemelist rööpsust.
    • Jäljevahemälu // trace cache // rakendav protsessor. Käsuvahemälu + jäljevahemälu
    • Superspekulatiivset töötlust rakendav protsessor. Spekulatiivsed andmed ja käsud
    • Täiustatud // advanced // superskalaarne protsessor. Ühes taktis töödeldakse rööpselt 16 või 32 käsku
    2. Mitme lõime töötluse kiirendamine: Rakendatakse, lisaks käsutasemelisele rööpsusele, lõimetasemelist rööpsust
    • Kiipmultiprotsessor
    • Simultaanset multilõimingut rakendav protsessor
    3.Ühelõimeliste rakenduste töötluse kiirendamine multilõimtöötluse läbi:
    • Multiskalaarne protsessor: Programmi jaotamine tegumiteks, mida rööpselt töödeldakse erinevates töötlusüksustes
    • Jäljeprotsessor: Programmi jaotamine jälgedeks (käskude dünaamilisteks järgnevusteks), mida rööpselt töödeldakse mitmetes protsessortuumades
    • Andmeskalaarne protsessor: Jadaprogrammi töötlemine liiasusega mitmete protsessorites, kasutades hajusaid andmekogumeid
    4.Erilahendused:
    • Protsessor mälus //PIM– processor in memory // ehk arukas RAM// IRAM – intelligent RAM//
    • Rekonfigureeritava struktuuriga (mikroarhitektuuriga) protsessor
    • Asünkroonne protsessor

  • Makimoto laine.
    1987. aastal täheldas Makimoto, kes tegeles firmas Hitachi mikrokiipide väljatöötamisega, et mikrolülituste arendamisel esineb teatav korrapärasus (tsüklilisus), mida on hakatud nimetama Makimoto laineks. Keskmiselt iga 10 aasta järel leiab mikrolülituste projekteerimisel ja tootmisel aset ümberlülitumine standardiseerimiselt //standartization // kohandamisele //customization //.
    Standardiseerimise korraon tegemist toodete, alates transistoridest kuni mikroprotsessorite ja programmeeritava loogikani (FPGAd), orienteeritusega üldisusele, standardsele kvaliteedile.
    Kohandamise korral on tegemist toodete, alates rakendusorienteeritud lausintegraallülitustest kuni kiipsüsteemide (SoC //system-on-a-chip//) ja kiipidesüsteemideni (SiP //systems-in-package//).
    Lisaks joonis lk 209
  • Assemblerikeele kasutamine arvutite programsel juhtimisel (praktikum).
    Alates Lk 64.
  • Assemblerikeelse programmi transleerimine masinakeelde (praktikum).
  • Pseudokäskude (direktiivide) kasutamine kompilaatori ohjel (praktikumis kasutatud simulaatori näitel).
    Alates Lk 74 mingi asi
    Korralikult läbi töötada kõikides loengutes toodud näidisülesanded. Tähelepanu pöörata neis kasutatud valemitele ja lahenduskäikudele.
    Iseseisev töö
    Läbi töötada peatükid 4.1. ja 4.2. raamatust
    Arvo Toomsalu . RISC-mikroprotsessorite arhitektuur. TTÜ, Tallinn 1995.
    • .DOCX Laadi alla originaalfail 32 lk · .docx · 37 allalaadimist
    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 37 laadimist Kokku alla laetud
    Kommentaarid 0 arvamust Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid
    Autor Talvistu Õppematerjali autor
    Kontrollitud
    PDF TXT
    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

    Sarnased õppematerjalid

    Arvutiarhitektuurid eksam vastused TTÜ
    38
    docx

    Arvutiarhitektuurid eksam vastused TTÜ

    S/V-süsteemi talitluse korraldus (programselt juhitav SVS; katkestuste süsteemi rakendav SVS; otsemällupöörduse (DMA) rakendamine; kanalite (selektro, multipleks) rakendamine; S/V-protsessorite ehk preprotsessorite (eelprotsessorite) //front-end processor// rakendamine). 2. Arvutipõlvkondade iseloomustus (iseloomulikud jooned). 1. põlvkond - aastad 1946 - 1954; elementbaasi moodustasid elektronlambid; jõudlus jäi vahemikku 2x103 kuni 16x103; arhitektuur tugines siseprogrammi kasutamisele; igal arvutil oli ainuslik protsessor; operatiivmälu infomahutavus oli 100 baidist kuni 2kb; progemine masinkeeles; mõõtmed ja mass suur, töökindlus madal. 2. põlvkond - aastad 1954 - 1965; elementbaasi moodustasid transistorid; jõudlus jäi vahemikku 6x103 kuni 3x106; progemisel arvkood asendati sõnaliste käskudega; hakati arendama süsteemset tarkvara; väiksemad, kiiremad ja töökindlamad 3

    Arvuti arhitektuur
    Riistvara
    38
    doc

    Riistvara

    andmete mälust lugemisel kontrollitakse, kas summa on sama. Sellise lahenduse korral on võimalik avastada 1-bitiseid mäluvigu. Teine mälukiipides tuntud veakontrollimeetod on ECC (Error detection and correction). Selle kontrollimeetodi puhul on iga mälumoodulil eraldi kontrollbitt ja selle kontrollimehhanism ka mälukontrollerile sisse ehitatud. ECC mälude korral on võimalik korrigeerida 1-bitiseid mäluvigu ja avastada 2-bitiseid mäluvigu. 1.2 Arvuti arhitektuur Õpieesmärgid Selle alateema materjale läbi töötades õpid:  Määratlema diagrammi abil üldotstarbelise arvuti arhitektuur  Kirjeldamatugikiibistiku mõistet ja erinevate siinitüüpide otstarvet arvutisüsteemis  Kirjeldama mälu hierarhia mõistet  Tuvastama erineva otstarbega arvutisüsteeme. 1.2.1 Arvuti arhitektuuriskeem Kaasaegse arvutiarhitektuuri plokkskeem on kirjeldatud allpooltoodud joonisel. Joonis 1-10

    Arvutite riistvara alused
    Arvutite protsessorid
    9
    doc

    Arvutite protsessorid

    Arvutite protsessorid Protsessor (CPU- Central Processing Unit) -arvuti “süda”, mis tihti määrab ära ka operatsioonisüsteemi valiku. Iga uus generatsioon protsessoreid töötab kiiremini kui eelmine. Protsessorit ehk keskseadet võib võrrelda inimajuga. See keskne töötlusüksus, millega on ühendatud kõik sisend-väljundseadmed ning välismälud, tõlgendab kõiki arvutiprogrammi poolt saadetud korraldusi ja täidab need. Koostöös vastava süsteemse tarkvaraga korraldab kekseade andmevahetust, samuti andmete salvestamist, töötlemist, edastamist ja väljastamist. Keskseadme sees ja koos välisseadmetega. Personaalarvutites paikneb ta tavaliselt emaplaadil, mis sisaldab rea kõrge integratsiooniastmega mikrolülitusi, millest tähtsaim on mikroprotsessor. Tihti kasutatakse sõnu keskseade ja mikroprotsessor samas tähenduses, kuid õige on see ainult siis, kui tegemist on monoliitarvutiga (single-chip computer), millel asuvad samal kristal

    Informaatika
    ARVUTITE EKSAM piletid
    25
    docx

    ARVUTITE EKSAM piletid

    ARVUTITE EKSAM PILETID PILET 1. Käsu täitmine protsessoris. Teisisõnu fetch-decode-execute tsükkel. Protsessor viib käsu täide iga käsu väikeste sammude seeriana. Umbkaudu on need sammud järgmised: järgmise käsu haaramine käsuregistrisse -> käsuloenduri muutmine nii, et ta viitaks järgmisele käsule -> teha kindlaks käsu tüüp -> juhul, kui käsk kasutab sõna, mis on juba mälus, siis teha kindlaks, kus see mälus asub -> vajaduse korral haarata see sõna ja viia see protsessori registrisse -> täita antud käsk -> naaseda esimese sammu juurde ja alustada järgmise käsu täitmist. Et käsku täita, peab protsessor 1) pöörduma mälu poole 2) Lugema sealt käsukoodi 3) dekodeerima selle 4) võtma vastu käsu sisule vastavad loogilised otsused 5) väljastama juhtsignaali kõigile komponentidele arvutis. 6) leidma uue käsuaadressi ning salvestama ta käsuregistrisse. Ühe käsu täitmiseks kuluvat aega nimetatakse käsutsükliks VON NEU

    Arvutid
    ARVUTID I-IAF 0041
    86
    pdf

    ARVUTID I (IAF 0041)

    Sisukord 1. Analooginfo, digitaalne info, ADC, DAC ja helikaart (14, 327-335) .................................... 2 2. Enamkasutatavad kombinatsioonskeemid (41-79) ................................................................. 3 3. Enamkasutatavad järjestiskeemid (80-124) ............................................................................ 4 4. Protsessori struktuur: käsuloendur, käsuregister, käsu dekooder, juhtautomaat ja operatsioonautomaat (125-132) ..................................................................................................... 5 5. Konveier protsessoris ja mälus (163-167 mälu + 184 cpu) .................................................... 8 6. Vahemälu (Cache) (171-182) ................................................................................................ 10 7. Protsessori töö kiirendamine: superskalaarne protsessor, konveier, SIMD, spekulatiivne täitmine, mitmetuumalised protsessorid (183-186) .................................

    Informaatika
    Arvutite eksam
    100
    docx

    Arvutite eksam

    35. Spetsialse riistvara realiseerimine. VASTUSED 1. Protsessori struktuur : käsuloendur, käsuregister, käsu dekooder, juhtautomaat ja operatsioonautomaat. Protsessor · Protsessori üldstruktuur Protsessori ja mälu osa andmetöötluses: Arvutis säilitatakse programme (käskude jada) ja andmeid mälus kahendkujul (0-de ja 1-de jada). Põhiliselt on kasutusel von Neumanni tüüpi arvuti arhitektuur, kus nii käsud kui ka andmed asuvad samas mälus. Eksisteerib ka Harvardi arhitektuur kus on eraldi mälu käskudele ja andmetele. Kogu programmi täitmine eeldab pidevat andmevahetust protsessori ja mälu vahel. Protsessorisse loetakse käske ja andmeid ning mällu kirjutatakse resultaate (andmeid, mitte käske). Sisend ja väljund ei pruugi toimuda üldjuhul läbi protsessori vaid võib olla teostatud ka otse mälu ja sisend-väljund seadmete vahelise andmevahetusena.

    Arvutid
    ARVUTID EKSAM
    51
    pdf

    ARVUTID EKSAM

    35. Spetsialse riistvara realiseerimine. VASTUSED 1. Protsessori struktuur : käsuloendur, käsuregister, käsu dekooder, juhtautomaat ja operatsioonautomaat. Protsessor · Protsessori üldstruktuur Protsessori ja mälu osa andmetöötluses: Arvutis säilitatakse programme (käskude jada) ja andmeid mälus kahendkujul (0-de ja 1-de jada). Põhiliselt on kasutusel von Neumanni tüüpi arvuti arhitektuur, kus nii käsud kui ka andmed asuvad samas mälus. Eksisteerib ka Harvardi arhitektuur kus on eraldi mälu käskudele ja andmetele. Kogu programmi täitmine eeldab pidevat andmevahetust protsessori ja mälu vahel. Protsessorisse loetakse käske ja andmeid ning mällu kirjutatakse resultaate (andmeid, mitte käske). Sisend ja väljund ei pruugi toimuda üldjuhul läbi protsessori vaid võib olla teostatud ka otse mälu ja sisend-väljund seadmete vahelise andmevahetusena.

    Arvutid
    Arvutid eksami konspekt
    51
    pdf

    Arvutid_eksami_konspekt

    35. Spetsialse riistvara realiseerimine. VASTUSED 1. Protsessori struktuur : käsuloendur, käsuregister, käsu dekooder, juhtautomaat ja operatsioonautomaat. Protsessor · Protsessori üldstruktuur Protsessori ja mälu osa andmetöötluses: Arvutis säilitatakse programme (käskude jada) ja andmeid mälus kahendkujul (0-de ja 1-de jada). Põhiliselt on kasutusel von Neumanni tüüpi arvuti arhitektuur, kus nii käsud kui ka andmed asuvad samas mälus. Eksisteerib ka Harvardi arhitektuur kus on eraldi mälu käskudele ja andmetele. Kogu programmi täitmine eeldab pidevat andmevahetust protsessori ja mälu vahel. Protsessorisse loetakse käske ja andmeid ning mällu kirjutatakse resultaate (andmeid, mitte käske). Sisend ja väljund ei pruugi toimuda üldjuhul läbi protsessori vaid võib olla teostatud ka otse mälu ja sisend-väljund seadmete vahelise andmevahetusena.

    It korraldus


    Rohkem sarnaseid



    Meedia

    Vasakule Paremale

    Kommentaarid (0)

    Kommentaarid sellele materjalile puuduvad. Ole esimene ja kommenteeri



    Kõik kommentaarid



    Info
    K & V
    Mäng
    Eraõpetajad
    Meist
    Kuidas saada punkte?
    KKK
    Reklaam
    Uudistevoog
    Sitemap
    Kontakt
    Saada kiri
    kiri@annaabi.ee
    Telefon: +372-569-80010
    Aadress: Tiskrevälja 33, Tallinn
    OÜ LOLSOL. Registrikood: 11450433
    Kasutustingimused
    Privaatsustingimused
    Sõnastikud
    Inglise Soome Saksa Vene Hispaania Prantsuse Rootsi Itaalia Ladina Taani Esperanto
    Püsiühendus(es)
    Facebook Instagram Twitter Reddit
    Sellel veebilehel kasutatakse küpsiseid. Kasutamist jätkates nõustute küpsiste ja veebilehe üldtingimustega Nõustun