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

Arvutid 2017 Kospekt (0)

Tallinna Tehnikaülikool - Informaatika - Arvutid
1 Hindamata
Punktid

Esitatud küsimused

  • Kus juhuslik sisselülitamisel kujunenud kood?

  • Trigerid .
    Trigerid kuuluvad järestikskeemide hulka, sest neil on mälu omadus. Väljundi väärtus sõltub peale sisendite väärtuste ka väljundi väärtusest eelnevatel hetkedel.
    Triger on mäluelement, mis säilitab ühe bitist informatsiooni. Trigeril on kaks stabiilset olekut. Olekuks nimetatakse trigeri väljundi väärtust antud ajahetkel. Tavaliselt on trigeril kaks väljundit: otseväljund ja tema eitus .
    Trigeri tüübid:
  • SR-triger (Set Reset ) – Asünkroonse trigeri puhul pole sünkrosisendit millega
    ümberlülitumise aega juhtida, seega väljundi väärtus muutub sisendi väärtuste muutuste järgi.
    S R Qt
    0 0 Qt-1
    0 1 0
    1 0 1
    1 1 -
    Kui S = R = 1, siis on otseväljud ja inversioonväljund ühesuguse väärtusega Q = ^Q, kuna kahendväärtuse otseväärtuse ja eitus ei saa olla võrdsed, siis loetakse seda keelatud väärtuseks.
    Loogikafunktsioon Qt = S + ^R Qt-1
    SR trigerit saab ka lisaks asünkroonsele SR-trigerile NOR baasil teha NAND baasil teha madalaktiivsete sisenditega asünkroonse STR-trigeri.
    Potensiaaliga sünkroniseeritav SR-triger (SR Latch ) – Sünkrosisendiga C määratakse, millal lülitab triger uude olekusse. Kui C- sisend pole aktiivne, siis triger säilitab vana oleku olenemate muude sisendite väärtustest.
  • MS-triger (Master Slave ) – Master ja slave pool. Aitab lahendada probleeme tagasidega tekkivaid probleeme, nt sünkrosisend on aktiivne ja triger avatud, siis võib ümberlülitumist toimuda mitu korda, sest väljundi uus väärtus jõuab tagasiside kaudu sisendisse ja põhjustab uue ümberlülitumise. Kahetaktiline MS-triger aitab tagada trigeri ühekordse ümberlülituse. Kahetaktiline triger koosneb kahest identsest trigerist Master ja Slave, mida juhitakse erinevate sünkrosignaalidega läbi EI-elemendi. Korraga saab avatud olla ainult üks pool trigerist. Kahetaktilisel trigeril on C = 1 puhul avatud ainult Master pool ja C = 0 puhul lülitub Slave peale. See väldib Master trigeris muutust ehk ei toimu mitmekordset ümberlülitumist.
  • D-Triger (Delay) – Potensiaaliga sünkroniseeritav D-Triger (D Latch) – D-trigeri väljund võtab sisendis oleva väärtuse, kui sünkrosisend seda lubab. Säilitab seni eelmise väärtuse kuni antakse sisse uus väärtus. Frondiga sünkroniseeritav D-triger – triger lülitub ümber, kui C-sisendi väärtus muutub 0-st 1-ks või 1-st 0-ks.
  • JK-Triger ( Jump Key) – Käitub sarnaselt SR-trigeriga, kuid kombinatsiooni J=K=1 juures, kus SR-il oli see keelatud väärtus, on JK-l on see lubatud väärtus ja võtab eelmise olekuga vastupidise oleku:
    J K Qt
    0 0 Qt-1
    0 1 0
    1 0 1
    1 1 ^Qt
  • T-Triger (Toogle) – nimetatakse ka loendustrigeriks, kasutatakse tihti sageduse jagamisel ja loendurites. Trigeri funktsioon väljendub XOR kaudu. T-trigeril sõltub väljundi uus väärtus eelmisest väljundi väärtusest.
    T Qt
    0 Qt-1
    1 ^Qt-1
  • Konveier protsessoris ja mälus.
    Käsu täitmist protsessoris saab jagada sõltumatuteks etappideks.
    Käsk on jaotatud neljaks etapiks: käsukoodi laadimine IF (Instruction Fetch), operandide laadimine OF (Operand Fetch), operatsiooni täimine ALU-s OE (Operand Execute), tulemuse salvestamine (OS, Operand Store )
    IF – OF – OE – OS
    Kui iga etapi täitmisel on hõivatud võrreldav hulk riistavara, siis hõivatud on igal taktil vaid 25% protsessorist. Konveier aitab koormata kogu protsessori riistavara maksimaalselt. Konveieriga saame esimese käsu juures läbides esimese etapi, alustada juba teise käsu esimese etapi täitmist. Seejärel on esimene käsk kolmanda etapi juures, teine käsk teise etapi juures ja alustada kolmanda käsu esimese etapiga jne. Käskude paralleelsusele täidetakse keskmiselt ajaühikus rohkem ja protsessor on pidevalt koormatud .
    Konveier tõstab oluliselt protsessori tootlikust, kuid ainult siis kui seda pole vaja pidevalt uuesti käivitada või vahepeal peatada.
    Konveieri tõhusust vähendavad:
  • Siirdekäsud – Konveier töötab tõhusalt seni kuni pole käske, mis realiseerivad programmis hargnemisi. Hargnemiste korral tuleb konveier uuesti käivitada. Vahel ei saa programmi ilma hargnemiseta teha, kuid mida vähem konveieri taaskäivitamist, seda kiirem on programmi täitmine. Suure tsükli puhul iga kord konveieri taaskäivitamine annab suure ajakulu .
  • Operandide laadimine mälust – Mälu poole pöördumise aeg on tavaliselt pikem kui teised käsu täitmise etapid ja selle aeg pole prognoositav, kuna mälu kasutavad ka teised süsteemi komponendid. Näiteks kui lugemisel teise käsu operandi mälu võtab kolm takti , siis on see seni hõivatud ja ei ole võimalik laadida kolmanda käsu käsukoodi. See võib peatada konveieri töö. Sellepärast on otstarbekas realiseerida koneieriga protsessoris ainult käsku, kus operandid on registermälus ja tulemus kirjutatakse ka registermällu. RISC eelistabki käske, kus operandid on registrimälus ja sinna kirja ka tulemus, mis toob vajaduse suurema registrimälu järele.
  • Andmete sõltuvus – Konveieriga protsessoris tekitab probleeme teineteisele järgnevate käskude andmete sõltuvus. Näiteks registri tulemuse liitmisel kasutatakse vana väärtust, kui konveier ei arvesta andmete sõltuvust, mis muudab tulemuse valeks. Sõltuvus võib olla soetud ka käskude täitmise järjekorraga.
  • Siirete (hargnemiste) ennustamine ( Branch Prediction ). Strateegiad.
    Protsessorites on tihti eraldi loogikaskeem , mis tegeleb hargnemiste ennustamisega, et muuta konveier efektiivsemaks uuesti käivitamiste arvelt. Hargnemiste ennustamine toimub statistiliste kriteeriumite järgi ja ei anna alati õiget tulemust, kuid aitab vähendada konveieri uuesti käivitamise tõenäosust.
    Hargnemine tähendab seda, et järgmise käsu aadress ei tule käsuloenduri väärtuse suurendemisega ühe võrra, vaid käsuloendurisse laetakse täiesti uus väärtus, mis tähendab konveieri taaskäivitamist. See toimub siirdekäsuga.
    Hargnemiste ennustamiseks kasutatakse kolme põhilist strateegiat:
  • Fikseeritud strateegiaga hargnemiste ennustamine
    Fikseeritud ennustamine on kõige lihtsam ja vanem. Tavaliselt võetakse eelduseks , et hargnemist kunagi ei toimu ja alati minnakse edasi käsuloenduri väärtust ühe võrra suurendades. Kui hargnemist kunagi ei toimu siis näiteks suure 1000se tsükli puhul, kus tehakse alati valeennustus, peab konveierit väga palju uuesti käivitama. Kui võtta aluseks, et hargnemine toimub alati, siis tekib segmenteeritud mälu puhul lisatööd, sest kui hargnemist ei toimunud peab juhtimise andma tagasi endisesse segmenti.
  • Staatiline hargnemiste ennustamise strateegia
    Staatiline ennustamine tähendab, et varem on tehtud käskude analüüs. Eri tüüpi käskude jaoks on vaja teha erinev ennustus . Tingimusteta siirdekäskude, tsükli käskude, alamprogrammide pöördumise juures eeldatakse hargnemist, tingimuslike siirdekäskude puhul ei eeldata hargnemist. Sellega on õige ennustus umb 82%.
  • Dünaamiline hargnemiste ennustamine
    Dünaamilise ennustamise puhul jälgitakse pidevalt progammi täitmise kulgu . Igas olekus on kaks bitti , millest vasak näitab ennustust hargnemise kohta ja parem näitab kas viimase juures toimus hargnemine või mitte. Vale ennustust saab sellise süsteemiga tulla vaid kaks korda ja suurde tsüklisse minnes korrigeerib ennast see strateegia väga ruttu. Õige ennustus tuleb umb 90%.
  • Loendurid .
    Loenduril on sünkrosisend ja m väljundit. Iga impulsi saabumisel sünkrosisendisse muudab üks või mitu väljundit oma väärtust. Teatud arvu väljundkombinatsioonide järel kogu väljundkombinatsioonide jada kordub. Erinevate väljundkombinatsioonide arvu nimetatakse mooduliks .
    Üldjuhul ei pruugi väljundis olla järjestikused kahendarvud , võivad olla ka suvalised kahendkoodid. Kahendloenduri puhul on need järjestuses. m-järgulisel loenduril saab olla maksimaalselt 2^m väljundkombinatsiooni enne kordumist . Loenduril võib olla ka loendamist lubav sisend, mille mitteaktiivne olek tähendab seda, et impulsid ei mõjuta väljundväärtust.
    Iga impulsi saabumisel C-sisendisse läheb loendur järgmisesse olekusse. Iga järgnev olev sõltub eelmisest. R-sisendi abil võib määrata algseisu.
    Loenduri käitumise määratlemiseks kasutatakse viit parameetrit:
    • loendamise seaduspärasus (kahendloendur nt)
    • moodul võib olla 2^n, kus n järkude arv, aga mitte alati
    • kahendloendurite korral kas loendatakse kasvavas või kahanevas suunas
    • sünkroonne või asünkronne
    • Järjestikülekanne või paralleelülekanne

    Lk 108 näide joonis
  • Adresseerimise viisid.
    Vahetu adresseerimine – käsukoodi juurde kuulub kohe operand. Käsukoodiga ei ole kaasas operandi aadress vaid operand ise. Programmi on kirjutatud konstant ja masinkoodi transleerituna on see käsukoodi juures. Konstant laetakse protsessorisse koos käsukoodiga. Operandi pikkus võib olla piiratud.
    Otsene adresseerimine – programmis on otseselt määratud operandi asukoht mälus. Analoogiliselt vahetu adresseerimise on operandil piirang – peab alati asume mälus kindlas kohas, kuhu näitab käsukoodi juures olev aadress. Operandi väärtus võib muutuda, aga asukoht peab jääma samaks.
    Kaudne adresseerimine – käsuga antakse kaasa aadressi aadress ehk käsuga antav aadress näitab operandi aadressi asukohta mälus. Käsukoodiga kaasas olev aadress võib olla ka lühike aadress, mis näitab registrile, kus on operandi aadress (kaudse adresseerimise erijuht ). Uutele operandidele viitamiseks tuleb vahetada vahepealse aadresside tabeli sisu.
    Autodekrementne ja autoinkrementne adresseerimine – seotud pinumäluga ( stack ). Autodekrementne adresseerimine on seotus pinumällu kirjutamisega (stack push ). Alguses vähendatakse pinumälu osuti väärtust, et see näitaks esimesele vabale pesale pinumälu piirkonnas, siis kirjutatakse operand mällu. Stackis sälilib viimasena kirjutatud sõna aadress. Autoinkrementne adresseerimine on seotud pinumälust lugemisega (stack pop). Alguses loetakse sõna, millele osutab pinumälu osuti ja ss suurendatakse seda nii, et see näitaks järmisele sõnale pinumälu piirkonnas.
    Baseerimisega adresseerimine – arvutatakse aadress summana baasregistri väärtusest ja nihkest, mis antakse koos käsukoodiga. Baasregistris on pikk mäluaadress, indeks lühem. Selline adresseerimine võimaldab teatud elemendile andmestruktuurist juurdepääsu andmebaasi alguse suhtes.
    Indekseerimisega adresseerimine – leitakse aadress summana käsukoodiga koosolevast baasaadressist ja kuskil registris säilitavast indeksist. Kasutamine analoogiliselt baseerimise adresseerimisega.
    Baseerimisega ja indekseerimisega adresseerimine – aadress leitakse kahe registri väärtuste summeerimisel. Ühes neist registritest on baasaadress ja teises indeks.
    Suhteline adresseerimine – käsukoodiga antakse kaasa märgiga nihe , mis liidetakse käsuloenduri väärtusele. Võimaldab programmis tsüklites liikuda nihke võrra edasi või tagasi.
  • LCD, LED, OLED ja plasma kuvarid . Passiivmaatriks ja aktiivmaatriks.
    LCD – kuvaris kasutatavad vedelkristallid juhivad läbipaistvat valgust. Kahe klaasplaadi vahel on vedelkristall ja mõlemal plaadil on sooned . Soonte suunad on plaatidel risti ja klaasplaatide vahel tekivad keerunud ahelad. Valguse läbimisel muutub esialgu polarisatsioon 90 kraadi. Kui mõlemale poole panna elektroodid ja lasta läbi pinge, siis vedekristalli molekulid joonduvad elektrivälja järgi olenemata soonte suunast . Valgus läbib vedekristall ja jätab esialgse polarisatsiooni. Seega saab pingega juhtida polarisatsiooni.
    Moodustades kolmekihilise elemendi, millel on valgusallika poolel filter, mis läbib 0 kraadi polarisatsiooniga valgust, järgneb vedekristall ja vaataja poolel filter mis laseb samuti läbi ainult 0 kraadi pol valgust. Juhtides pinge läbi vedelkristalli, siis valgus seda elementi enam ei läbi. Kuna vedelkristall valgust ei kiirga on vaja valgusallikat, millest lasta valgust läbi veekristalli või mitte.
    Valguse saamiseks kasutatakse:
    1) LCD-ekraani taga on peegel , mis peegeldab vaata pool olevat valgust tagasi läbi LCD-elementide. Selline ekraan ei toimi hämarates tingimustes, kasutatakse kalkulaatorites ja randmekellades.
    2) Teisel juhul kasutatakse ekraanitagust aktiivset valgusallikat, milles võib olla fluorestseeriv allikas või LED-kuvari puhul valgusdioodid . LED-i puhul on valgusallikas vaja vähem jahutada, sest LED-id tarbivad vähem voolu. Seega saab LED kuvareid teha õhematena, kuna vähem jahutust vaja. Kasutatakse kaasaskantavates arvutites, meditsiiniseadmetes, elektrimõõteriistades jne. Puuduseks on: heleda päikese korral vedelkristallidelt peegelduv valgus on intensiivsem tagant tulevast valgusest ja pilt halvasti nähtav.
    3) Kombineeritud meetod, kus osa valgusest saadakse peegeldamisega ja osa tuleb tagumisest valgusallikast. LCD-elementide taga on osaliselt peegeldav kiht LCD-elementide ja valgusallika vahel. Saadakse kuvar , mida saab kasutada nii sise kui ka välistingimustes, kuid meetod pole väga tõhus, kui eelnevad. Kasutatakse GPS-is, telefonides.
    Passiivmaatriks on moodustatud elektroodidest, millega saab sisse ja välja lülitada pildivälja punkte. Elektroodid on paigutatud vedelkristallide alla ja peale vastavalt x ja y suunas. Ridade ja veergude elektroodid on ühendatud mikroskeemiga, mis jagab laenguid pildivälja punktides olevatele vedelkristallidele. Selleks, et saata laeng mingisse pildivälja punkti, peab vastaval veerul olema kõrge nivoo ja real madal nivoo. Laengu mõjul moodustub vedelkristallis sirge ahel ja see ei lase valgust läbi. Selline multiplekseerunud vedekristallide juhtimine võimaldab oluliselt vähendada vajalike liinide arvu. Varem juhiti igat kristalli eraldi, kuid suuremate kuvarite puhul muutus iga kristalli eraldi juhtimine mõttetult kalliks. MxN liini vs M+N liini. Multiplekseerimisel on vajalik, et impulsid jõuaksid õigel ajal ekraanivälja punktini. Juhtimiseks kasutatakse eraldi mikroskeemi.
    Aktiivmaatriksiga LCD kuvarid on ehituselt üsna sarnased passiivmaatriksiga kuvaritega. Endiselt on maatriksis liinid viidud iga vedelkristallini, et neid juhtida. Erinevuseks on see, et vedelkristalli juurde on paigutatud transistor , mis töötab lülitina, mis juib vedelkristalli tulevat pinget. Üle kogu maatriksi on üks ühine elektrood , kuhu on ühendatud punktide vedelkristallid. Baseerub Thin Film Transistoril: rea ja veeru tegistritest saadetakse kood, mille järgi hakkavad helendama vastavad cell’id, helendus kestab uue signaali saabumiseni ilma pinget alal hoidmata. Kogu ekraani kujutist uuendatakse pidevalt ridade kaupa. Passiivmaatriksi puhul olid probleemiks lekked, mis vähendasid kontrastust suremate kuvarite juures, aktiivse puhul pole probleemi sest TFT-transistor väldib laengu sattumist naabervdelekristallile. Kasutatakse arvutite kuvarite, tv valmistamisel.
    OLED – orgaanilistel valgusdioodidel põhinev tehnoloogia , üks uuemaid võimalusi kuvarite valmistamiseks. OLED koosneb – alus ( painduv plastmass), anood (läbi liiguvad elektronid), orgaanilised kihid (juhtiv kiht ja emiteeriv kiht), katood . Valguse emiteerimine OLED-is: anoodi ja katoodi vahele rakendatud pinge tõttu tekib elektrivool katoodilt anoodile läbi orgaaniliste kihtide. Ärajuhtitud elektronidest jäävad järele augud, mis tuleb täita elektronidega emiteerivas kihis. Augus hüppavad emiteerivasse kihti, kus täidetakse elektronidega. Elektron täidab augu minnes kõrgemalt energiatasemelt madalamale. Vabaneb footon energiat, mille hulk määrab värvuse.
    OLED võrreldes LCD tehnoloogiaga on parem: sobib õhukeste ekraanide valmistamiseks, sest eraldab ise valgust ja puudub taustavalguse vajadus, OLED-tehnoloogia on väga kiire seega saab skaneerida suure sagedusega ekraani, lai vaatenurk, võimalik valmistada painduvale alusele ehk nt kokkurullitav ekraan, valmistamise tehnoloogia on suhteliselt lihtne, must on hea kvaliteediga; puudused: OLED-elemendid kaotavad suhteliselt kiiresti oma valguse eraldamise võime, LCD-l on see aeg pikem, kõrge hind, värvide balansiga raske, sest sinise valguse heledus kahaneb kiirelt, veekahjustused mõjuvad halvasti, UV-kiirgus kahjustab OLED, välistingimustes peegeldab katood valgust ja loetavus väheneb.
    Plasmaekraanide tehnoloogia on sobilik suuremate kvaliteetekraanide valmistamiseks. Plasmaeksaan koosneb suurest hulgast klaaskihtide vahel asuvatest kambrikestest, mis on täidetud neooni ja kseooni seguga. Esiklaasi taga on läbipaistavad elektroodid, kambrikese taga on teisesuunalised elektroodid, mis aitavad kambrikesi ükshaaval adresseerida. Kambrikeste fosfor, mille abil saab eraldada kolme põhivärvi RGB valgust. Andes elektroodidele pinge, gaas ioniseeritakse plasmaks. Eraldub ultravioletvalgus, mis ergastab fosfori elektronid ja eraldub nähtav valgus. Erinevalt LCD-kuvaritest on iga ekraanivälja punkt valgusalliks ja vaatenurk on lai.
  • Dekooder .
    Dekooder on ettenähtud kahendarvude dekodeerimiseks. Igale võimalikule sisendkoodi väärtusele vastab dekoodril üks väljund ja seega on dekoodril n sisendi korral 2^n väljundit. Kui dekooderile on lisatud juht-sisend, siis on võimalik keelata dekodeerimist, kui selle väärtus on 0.
    Dekoodri loogikaskeem.
  • Käsuformaadid – 0, 1, 2, 3 ja 1, 5 aadressiga arvutid .
    Kõikides käskudes on alati käsukood, mis määrab tegevuse, mida tuleb teha ja samuti võib kaasneda infot selle kohta, kuidas leida operandid ja kuhu salvestada tulemus. Operandi leidmise ja tulemuse salvestamiseks on erinevad adresseerimiseviisid.
    Kolme aadresssiga arvuti – käsu juurde kuulub kolm pikka aadressi, mis näitavad operandide asukohta ja tulemuse salvestamise kohta põhimälus.
    Kahe aadressiga arvuti – käsu juurde kuulub kaks pikka aadressi. Tulemus salvestatakse tavaliselt ühe operandi kohale, sest eraldi aadressi resultaadile ei ole. Aadress A1 võib olla nii operandi aadress kui ka tulemuse aadress.
    Ühe aadressiga arvuti – käsukoodiga saab kaasa antud olla vaid üks pikk aadress, mis viitab mälupesale, kus võib olla üks operand või tulemus.
    Nullaadressiga arvuti – käsukoodi juurde ei kuulu aadressi. Tegemist on pinumälul põhineva arvutiga. Operandid võetakse pinumälu pealt ja sinna kirjutatakse ka tulemus.
    Kõikidel käsuformaatidel on omad eelised. Oluline on arvestada pöördumisi mälu poole, mis on oluline kiiruse seisukohast , aga samas on ka oluline käskude pikkus.
  • RAID ja SSD kettad .
    RAID – sõltumatute ketaste liiasmassiv, mille idee on koostada väikestest ketastest ketaste massiiv , mis oleks efektiivsem kui üks suur ketas . RAID ketaste arendamise põhjused: liiasus tõstab süsteem töökindlust, paralleelne pöördumine sõltumatute ketaste poole tõstab töökiirust ja ühe suure ketta hind on kõrgem kui väikeste ketaste massiiv. RAID kettaid realiseeritakse nii riistvaraliselt kui ka tarkvaraliselt. Töökindlust aitab tagada liiasus ehk ühe vea korral saab viga parandada või kasutada teist ketast .
    RAID kettad jagatakse tasemeteks:
    RAID 0 – tegemist on ilma liiasuseta ketaste massiiviga, mis on RAID tasemetest kõige odavam. Kiirus suureneb, kui veakindlus mitte. Ühe ketta rike tähendab automaatselt info kaotamist. Massiivi tõrkevõimalus suureneb iga lisatud kettaga, sest massiivi tõrkevõimalus on ketaste tõrkevõimaluste summa. Kasutatakse superarvutites.
    RAID 1 – liiasusega ketaste massiiv, kus tasutatakse peegeldamist, mille korral dubleeritakse identne info mitmele kettale. Kogu infost on alati olemas koopia, kui massiivis on olemas vähemalt üks töötav ketas. Massiivi lugemiskiirus on suurem, sest pöördutakse mitme ketta poole. Massiivi kirjutamisel sõltub kiirus kõige aeglasemast kettast. Kasutatakse andmebaasi süsteemides.
    RAID 2 – andmed jaotatakse bittidena, kasutatakse veaparanduskoodi. Kõik kettad on sünkroonitud ja andmed vahetatakse ketaste vahel bittidena. Ühele või mitmele kettale salvestatakse veaparanduskoodi lisajärgud. Veaparanduskoodi kasutamisega püütakse vähendada ketaste massiivi hinda võrreldes RAID 1 info dubleerimisega. Kui tekib viga ühelt kettalt lugemisga, siis veaparanduskoodi abil saab seda korrigeerida .
    RAID 3 – andmed jagatakse baitidena ketaste vahel ja ühte kindlat ketast kasutatakse paarsusinfo salvestamiseks. Kõik kettad on sünkroonitud ja andmed jaotatakse baitide kaupa ketaste vahel. Tehakse paarsuskontroll ja selle info läheb kindlale kettale.
    RAID 4 – info salvestatakse plokkidena eri ketastele. Kõik kettad on sõltumatud ja nende poole saab pöörduda samaaegselt. Kõikide plokkide paarsusinfo on salvestatud eraldi ühele kettale. Pidev pöördumine paarsusketta poole võib piirata kiirust.
    RAID 5 – info salvestatakse plokkidena ja kasutatakse paarsuskontrolli nagu RAID 4, aga paarsusinfo on nüüd jaotatud ketaste vahel, mis vähendab probleemi, kui pidev pöördumine ühe paarsusketta poole piiraks kiirust.
    RAID 6 – info jagatakse ketaste vahel plokkidena ja kontrollkood kirjutatakse mitmele kettale. Tööd on võimalik jätkata ka pärast kahe ketta purunemist. Pakub suuremat tõrkekindlust.
    SSD – välismälu-admekandja, mis kasutab püsimälu info hoidmiseks. SSD-d eristuvad tavalistest kõvaketastest selle poolest, et neil pole pöörlevaid metallkettaid ja lugemis-kirjutamispäid. SSD-l on välkmälu tehnoloogia ja pole liikuvaid osi. SSD kasutab sama liidest, mis kõvaketas. Operatsioonisüsteemile paistab SSD tavalise kõvakettana.
    SSD eelised võrreldes tavalise kõvakettaga:
    • SSD kirjutamise ja lugemise kiirus on võrreldes kõvakettaga oluliselt suurem
    • Vibratsiooni pole, sest puuduvad liikuvad osad
    • Töökindlam, tõrketa tööaeg on pikem kõvaketast
    • Soojust eraldub vähem
    • Väiksem kaal
    • Vastupidavus löökidele on palju parem
    • Puudub müra, kuna pole liikuvaid osi
    • Energiatarve on kõvakettaga võrreldes väiksem

    SSD puudused võrreldes tavalise kõvakettaga:
    • Hind on suurem
    • Maksimaalne mälu maht on üldiselt väiksem, kulukam on toota suuremamahulist

  • Summaator : järjestik, paralleel ja kiire ülekanne.
    Summaator on kombinatsiooniskeem, mis on ette nähtud kahendarvude aritmeetiliseks summeerimiseks. Iga järk summeeritakse eraldi. Arvestatakse nooremast järgust tulevaid väärtusi.
    Järjestikülekandega summaatoris moodustatakse väljundsignaal arvukohtade järjestikku summeerimisega alates parempoolsest ehk nooremast kuni vasakpoolseima ehk vanemani välja. Järjestikülekandega summatori suure järgulisuse korral võib probleemiks olla töökiirus, sest ülekanne levib läbi kõigi ühejärguliste summaatorite. Järkudes akumuleeriv viide võib muuta töö liialt aeglaseks ja see piirab arvuti taktsagedust.
    Paralleelülekandega summaatorid töötavad nii, et iga järgu ülekanne arvutatakse eraldi funktsioonina ainult sisendist. Sellisel juhul ei akumuleeru viited, mis tekivad nooremates järkudes. Paraleelülekanne on oluliselt kiirem. Paralleelülekande puhul kasvab funktsioonide pikkus väga kiiresti ja suurema järgulisuse puhul ei saa paralleelülekannet kasutada.
    Kiire ülekanne on järjestikuse ja pralleelse ülekande kompromisslahendus, mis on kõige levinum summaatori ülekandemeetod. Kiire ülekande skeem arvutab ülekannete väärtused eraldi avaldiste järgi.
  • Optilised mäluseadmed.
    Valgust läbilaskval marjalil peegelduv kiht, mille sisse kõrvetatakse laseriga bitt.
    CD-R (ühekordeslt kirjutatav) puhul koosneb plaat: polükarbonaatkihist – laseb valguse läbi ja moodustab plaadi aluse, valguspeegeldav kiht, õhuke kaitsekiht ja markeering . Markeeringu poolt rikneb plaat üsna lihtsalt, kuna markeeringualune kaitsekiht on õhuke. Info kantakse plaadi pinnal radadena, mille vahekaugus on oluliselt väiksem inimese juuksekarva läbimõõdust. See on üks pikk spiraal ja info salvestatakse rajale süvendite ja põhipinna abil. Põhimikku pressitud pidev spiraalvagu, mille järgi kirjutuslaser ennast positsioneerib. Vagudevahelistele aladele tehakse „lohke“, mis muudetakse kerge sulatamisega mittepeegeldavaks, mida saab pärast lugeda.
    CD-RW- (rewritable) – saab mitu korda kirjutada ja pealt lugeda. Koosneb erilistest keemilistest komponentidest, mis sõltuvalt temp muudavad olekut või säilitavad selle. Andmed salvestatakse binaarkujul ehk nullida ja ühtede jadana. Lugedes on mittekristalleerunud ala 1 ja kristalleerunud ala 0.
  • Analoog ja digitaal info. Analoog liides (DAC, ADC).
    Analooginfo puhul on mingi suurus teise suuruse analoogiks ehk elektrisüsteemides on info analoogiks pinge. Analooginfo puhul võib füüsiline infokandja võtta ükskkõik millisel ajahetkel oma rajaväärtuste vahel suvalise väärtuse. Näiteks infokandjaks pinge 0 voldist kuni +5 voldini. Pinge muudab oma väärtust ilma hüpeteta ja signaali kuju muutus põhjustab infomoonutusi. Joonis lk 14.
    Digitaalne infoesituse korral on ainult teatud hulk lubatud väärtusi, mida infokandja võib omada rajväärtuste vahel. Nüüd ei saa enam infokandja võtta suvalist väärtust rajaväärtuse vahel. Info töötlemine muutub seetõttu lihtsamaks. Digitaalinfo esituse korral kasutatakse diskreetset aega ehk vaadatakse väärtusi ainult kindatel aegadel , mis võimaldab ignoreerida ümberlülitustel tekkivaid siirdeprotsesse. Mida lühem on siirdeportsess ja diskreetsed ajahetked seda suurem taktsagedus. Joonis lk 14.
    DAC – on digitaal-analoog muundur – see muundab digitaalsignaali analoogsignaaliks. Tavaliselt on muundatav digitaalsignaal binaarne . Levinum kasutusala on audiosignaalide genereerimine digitaalsest informatsioonist muusikamängijates.
    ADC – Analoog-digitaal muundur - see muundab analoogsignaali ehk pideva signaali digitaalsignaaliks. Tavaliselt on see elektrooniline seade, mis muundab pinge või voolu kahendarvuks. ADC on vajalik, et mikroprotsessoritel oleks võimalik aru saada, mis välismaailmas toimub kuna mikroprotsessor suudab käsitleda vaid digitaalset signaali.
  • Võrdlusskeem.
    Võrdlusskeem ehk komparaator on ette nähtud kahendarvude võrdlemiseks. See võrdleb sissetulevaid sisendeid ja teeb kindlaks kas esimeses sisendis olev operand on suurem, võrdne või väiksem kui teises olev, aktiveerides vastava väljundi.
  • Riistvara tegevus alamprogrammide poole pöördumisel.
    Üheks pinumälu rakenduseks on alamprogrammide poole pöördumine ja siis tagasipöörde aadresside salvestamine. Kui toimub alamprogrammi poole pöördumine, siis tagasipöördumisel stackist POPimisega saab järjest tagasipöörde aadresse kun programmi täitmine jõuab tagasi põhiprogrammi juurde. Alamprogrammide poole pöördumisel kasutatakse pinuviita, millega seoses programmi täitmise senine käik saab ajutiselt katkestatud, kuid jätkub hiljem samalt kohalt. Käsk, millega pöördutakse alamprogrammi poole (CALL-käsk), salvestab kõigepealt käsuloenduri sisu (näitab järgmisena täidetava käsu aadressi) automaatselt pinumällu, alamprogrammi lõpus olev naasmiskäsk (RET-käsk) loeb pinumälust sama aadressi ja salvestab käsuloendurisse tagasi. Programmi täitmine jätkub katkenud kohalt.
  • Analoog ja digitaal info. Helikaart ja heli digitaalne salvestamine.
    Analooginfo puhul on mingi suurus teise suuruse analoogiks ehk elektrisüsteemides on info analoogiks pinge. Analooginfo puhul võib füüsiline infokandja võtta ükskkõik millisel ajahetkel oma rajaväärtuste vahel suvalise väärtuse. Näiteks infokandjaks pinge 0 voldist kuni +5 voldini. Pinge muudab oma väärtust ilma hüpeteta ja signaali kuju muutus põhjustab infomoonutusi. Joonis lk 14.
    Digitaalne infoesituse korral on ainult teatud hulk lubatud väärtusi, mida infokandja võib omada rajväärtuste vahel. Nüüd ei saa enam infokandja võtta suvalist väärtust rajaväärtuse vahel. Info töötlemine muutub seetõttu lihtsamaks. Digitaalinfo esituse korral kasutatakse diskreetset aega ehk vaadatakse väärtusi ainult kindatel aegadel, mis võimaldab ignoreerida ümberlülitustel tekkivaid siirdeprotsesse. Mida lühem on siirdeportsess ja diskreetsed ajahetked seda suurem taktsagedus. Joonis lk 14.
    Helikaart on arvuti lisakaart, tekitab kõlarite abil kõrvale kuuldavaid õhu võnkumisi arvutis oleva digitaalinfo alusel. Arvutis on info digitaalkujul seega on helikaardis kindlasti DAC, mis muundab digitaalse info analooginfoks, mis on vajalik inimesele heli kuulamiseks. Heli salvestamiseks kasutatakse ADC-d, et heli saaks töödelda arvutis. DAC-st sõltub taasesitatava heli kvaliteet. Helikaardil on ka tavaliselt digitaalsignaali protsessor, mis kujutab endast spetsiaalset digitaalsete signaalide protsessorit. See vabastab arvuti protsessori audiosignaalide töötlemisest. Mida enam on bitte ehk mida kõrgem on töösagedus, seda parem on heli kvaliteet.
    Heli digitaalsel salvestamisel on vajalik ADC. Mida rohkem bitte ehk amplituude salvestatakse, seda parem on heli kvaliteet.
  • Multipleksor , demultipleksor.
    Multipleksor on andmeselektor, mis võimaldab edastada loogilise väärtuse mitmetest sisenditest ühte väljundisse. Seda on hea kasutada näiteks ALU-s operatsiooni valiku tegemisel. Tavaliselt on juhtsisendi korral 2^n andmesisendit. Võib vaadata kui lülitid, mis suunab teatud sisendeid väljundisse. Multipleksorite süsteemi saab piisava arvu sisendite korral realiseerida mistahes boole’i funktsiooni. Lk 62 joonis. Demultipleksor töötab tavalisest multipleksorist erinevalt selle poolest, et sisendite „lülitamisel“ toimub seevastu väljundite „lülitamine“.
  • Adresseerimise viisid.
    Vahetu adresseerimine – käsukoodi juurde kuulub kohe operand. Käsukoodiga ei ole kaasas operandi aadress vaid operand ise. Programmi on kirjutatud konstant ja masinkoodi transleerituna on see käsukoodi juures. Konstant laetakse protsessorisse koos käsukoodiga. Operandi pikkus võib olla piiratud.
    Otsene adresseerimine – programmis on otseselt määratud operandi asukoht mälus. Analoogiliselt vahetu adresseerimise on operandil piirang – peab alati asume mälus kindlas kohas, kuhu näitab käsukoodi juures olev aadress. Operandi väärtus võib muutuda, aga asukoht peab jääma samaks.
    Kaudne adresseerimine – käsuga antakse kaasa aadressi aadress ehk käsuga antav aadress näitab operandi aadressi asukohta mälus. Käsukoodiga kaasas olev aadress võib olla ka lühike aadress, mis näitab registrile, kus on operandi aadress (kaudse adresseerimise erijuht). Uutele operandidele viitamiseks tuleb vahetada vahepealse aadresside tabeli sisu.
    Autodekrementne ja autoinkrementne adresseerimine – seotud pinumäluga (stack). Autodekrementne adresseerimine on seotus pinumällu kirjutamisega (stack push). Alguses vähendatakse pinumälu osuti väärtust, et see näitaks esimesele vabale pesale pinumälu piirkonnas, siis kirjutatakse operand mällu. Stackis sälilib viimasena kirjutatud sõna aadress. Autoinkrementne adresseerimine on seotud pinumälust lugemisega (stack pop). Alguses loetakse sõna, millele osutab pinumälu osuti ja ss suurendatakse seda nii, et see näitaks järmisele sõnale pinumälu piirkonnas.
    Baseerimisega adresseerimine – arvutatakse aadress summana baasregistri väärtusest ja nihkest, mis antakse koos käsukoodiga. Baasregistris on pikk mäluaadress, indeks lühem. Selline adresseerimine võimaldab teatud elemendile andmestruktuurist juurdepääsu andmebaasi alguse suhtes.
    Indekseerimisega adresseerimine – leitakse aadress summana käsukoodiga koosolevast baasaadressist ja kuskil registris säilitavast indeksist. Kasutamine analoogiliselt baseerimise adresseerimisega.
    Baseerimisega ja indekseerimisega adresseerimine – aadress leitakse kahe registri väärtuste summeerimisel. Ühes neist registritest on baasaadress ja teises indeks.
    Suhteline adresseerimine – käsukoodiga antakse kaasa märgiga nihe, mis liidetakse käsuloenduri väärtusele. Võimaldab programmis tsüklites liikuda nihke võrra edasi või tagasi.
  • Spetsiaalse riistvara realiseerimine .
    Suur osa arvutustehnika riistvarast leiab kasutust väljaspool üldotstarbelisi arvuteid.
    Programmne realisatsioon – algoritmi saab realiseerida universaalarvutis programmina, kirjutades selle oma personaalarvutis valmis. Arvuti pesasse saab lisada lisakaarte. Lisakaardi ülesanne on suhelda arvutida ja osata seda juhtida. Selle head omadused: saab kasutada harjumuspärast tarkvara nt windowsi, lihtne on teha muudatusi, ei ole vaja tunda riistvara. Selle puudused: riistvaralise realisatsiooniga on see aeglane, sest toimub pidevalt käskude lugemine mälust ja protsessoris nende ükshaaval täitmine, universaalne arvuti on paljudes kohtades mõttetult kallis, palju ressursi läheb nö kaotsi, füüsilised mõõtmed on tihti liiga suured. Hea on kasutada mikrokontrollerit ehk kristallil realiseeritud arvutit, mis on üldotstarbelisega võrreldes odavam, neid on lai valik ja füüsilised mõõtmed on väiksemad, aga samas miinuseks progrejatel on vaja spetsiaalset tarkvara, progreja peab tundma riistvara.
    Riistvaraline realisatsioon – algoritmi saab realiseerida riistvaras sarnaselt juhtautomaadiga protsessoris. Algoritmi realiseeriva loogikaskeemi võib valmistada trükkplaadil. Head omadused: suurte seeriate puhul odavam toota, väiksem komponentide hulk ehk disain on tehtud konkreetse realisatsiooni jaoks ehk optimeeritud, suurem töökiirus sest loogikaskeem kristalli pinnal tihedalt. Puudused: kulub rohkem aega prototüübi valmistamiseks, väikeste seeriate puhul üsna kulukas , nõuab spetsiaalsed tarkvara. Juba loodud skeemi ei saa ümber teha.
    Programmeeritav loogika – riistvara tooriku konfigureerimine oma rakenduse järgi. Seda valitakse, sest muudatusi lihtne teha, hea kättesaadavus, hea levik ja kogemustega inimesed, mugavad vahendid. Programmeerimise loogikat on hea algul kasutada, hiljem minnakse üle ASIC mikroskeemidele. Väikeseid seeriaid on hea programmeeritava loogikaga teha. Programmeeritav loogika vs ASIC on aeglsem, väiksem tihedus, odavam teha protoüüpe, lihtsam teha muudatusi.
  • Dekooder.
    Dekooder on ettenähtud kahendarvude dekodeerimiseks. Igale võimalikule sisendkoodi väärtusele vastab dekoodril üks väljund ja seega on dekoodril n sisendi korral 2^n väljundit. Kui dekooderile on lisatud juht-sisend, siis on võimalik keelata dekodeerimist, kui selle väärtus on 0.
    Dekoodri loogikaskeem.
  • Magnetmäluseadmed.
    Magnetiline infosalvestus põhineb magnetmaterjali magnetiseerimises. Õhukese magnetmaterjaliga kaetakse mittemagneteeruv alus (alumiinimum, klaas vms). Vooluga juhtmega magnetväljaga orienteeruvad magnetmaterjali magnetdomeenid kindlas suunas. Kirjutasmiseks kasutatakse lugemis/kirjutamispead, mis on magnetmaterjalist ja peal on mähis. Vastavalt magnetmuutustele saadakse lugemisele nullide ja ühtede nivoo.
    Kõvaketas (HDD) koosneb pöörlevatest ketastest, mis on jäigast mittemagneetuvast alusest ja kaetud õhukese magnetmaterjali kihiga . Iga ketta pinna jaoks on lugemis/kirjutamispea. Kõvaketast iseloomustavad suured mahud, ketaste pakett pöörlemine – mida suurem seda suurem müra ja energia vajadus. Floppy Disk on samuti magnetmäluga.
  • Klaviatuur.
    Klahvide paigutust tuntakse kõrvuti asetsevate klahvide järgi ülemises tähereas – QWERTY . Levinud on ka klahvide paigutus nimega dvorak, mis on efektiivsem, kuid mitte levinud. QWERT kujunes väljas kirjutusmasinate ajal, mil see sai standardiks. Nupude taga olid haamrikesed, mis lõid vastu värvilinti ja kuna mitut kõrvuti seisvat ei saadud koos vajutada , siis paikutati inglise tähed nii, et kõrvuti poleks koos kasutatavaid tähti.
    Klahvide all on lülitid, mis on olemuselt binaarsed ehk on ühendus või ei ole. Tavaliselt tekib klahvi vajutusel kontakt trükkplaadiga. Vajutatud klahvide tuvastamiseks skanneeritakse pidevalt klaviatuuri, mis moodustab maatriksi. Saadetakse rea kood, kus rea väärtus on muutunud, seal loetakse vastava veeru kood ja kui on toiminud muudatud, siis saadakse teada vajutatu.
  • Loendurid.
    Loenduril on sünkrosisend ja m väljundit. Iga impulsi saabumisel sünkrosisendisse muudab üks või mitu väljundit oma väärtust. Teatud arvu väljundkombinatsioonide järel kogu väljundkombinatsioonide jada kordub. Erinevate väljundkombinatsioonide arvu nimetatakse mooduliks.
    Üldjuhul ei pruugi väljundis olla järjestikused kahendarvud, võivad olla ka suvalised kahendkoodid. Kahendloenduri puhul on need järjestuses. m-järgulisel loenduril saab olla maksimaalselt 2^m väljundkombinatsiooni enne kordumist. Loenduril võib olla ka loendamist lubav sisend, mille mitteaktiivne olek tähendab seda, et impulsid ei mõjuta väljundväärtust.
    Iga impulsi saabumisel C-sisendisse läheb loendur järgmisesse olekusse. Iga järgnev olev sõltub eelmisest. R-sisendi abil võib määrata algseisu.
    Loenduri käitumise määratlemiseks kasutatakse viit parameetrit:
    • loendamise seaduspärasus (kahendloendur nt)
    • moodul võib olla 2^n, kus n järkude arv, aga mitte alati
    • kahendloendurite korral kas loendatakse kasvavas või kahanevas suunas
    • sünkroonne või asünkronne
    • Järjestikülekanne või paralleelülekanne

    Lk 108 näide joonis
  • Virtuaalmälu (lehekülgedeks jagamine, segmenteerimine ).
    Programmid nõuavad tihti rohkem mälu kui riistvara võimaldab kasutada. Osa mälust kuulub OS-ile. Kettaseadmed võimaldavad mälu mahtu laiendada, kuid täitmisel peab programm olema põhimälus. Virtuaalmälu mehhanism kasutab nii riistvara kui ka tarkvara ja selle eesmärgiks on laiendada mäluaadressite hulka, mida programmid saavad kasutada. Virtuaalmälu kasutab vastavalt vajadusele välismälu automaatselt riistvaras. Kui virtuaalmälu ei kasutataks, ei pruugiks programm, mis kasutab rohkem mälu, kui arvutil füüsiliselt olemas on, üldse töötada. Seevastu, kui kasutada virtuaalmälu, kopeeritakse põhimällu ainult need programmi osad, mida antud ajahetkel programmi tööks vajatakse. Seeläbi ei tule programmil töö käigus mälust puudust.
    Virtuaalmälu füüsilisse mällu kopeerimise hõlbustamiseks jagab operatsioonisüsteem virtuaalmälu lehekülgedeks. Iga lehekülg koosneb eelsätestatud hulgast mäluaadressidest ning salvestatakse kettale, et sellele hiljem ligi pääseda. Kui mõni programm salvestatud mälulehekülge vajab, kopeerib operatsioonisüsteem selle kettalt põhimällu ja tõlgib virtuaalsed aadressid füüsilise mälu aadressideks.
    Virtuaalmälu organiseerimiseks kasutatakse kolme mehhanismi: lehekülgedeks jagamine, segmenteerimine ja segmenteerimine lehekülgedeks jagamisega.
    Lehekülgedeks jagamine: lehekülgedeks jagamist kasutatakse virtuaalmälude juures, kus mälu jagatakse fikseeritud suurusega lehekülgedeks. Virtuaalsete lehekülgede transleerimine füüsilisteks toimub vahetabeli abil.
    Segmenteerimine: Segmenteeritud virutaalse mälu juures jagatakse virtuaalne aadressiruum segmentideks. See toimub tarkvaraliselt, kuid tuleb arvestada riistvaralisi kitsendusi. Kuivõrd segmentide mõõdud on erinevad pole põhimälu jagatud fikseeritud piirkondadeks nagu lehekülgedeks jagamisel.
    Segmenteerimine lehekülgedeks jagamisega: segmenteerimine koos lehekülgedeks jaotamisega tähendab, et virtuaalne aadress jaguneb segmendi numbriks, leheküljenumbriks ja nihkeks.
  • Andmeedastus protokollid : sünkroonne, asünkroone jne.
    Sünkroonne siin – sünkroonnsel siinil on kõik tegevused seotud sünkrosignaaliga, clock reguleerib
    Asünkroonne siin – Taktsignaali pole otseselt näha. Andmeedastuse kooskõlastamine toimub täiendavatae signaalide abil. Saadetakse sünkrosignaal, mille peale paneb mälu andmed valmis, kui andmed valmis saadab prose teise sünkrosignaale, mis eelmised maha võtab. Ajastus on asünkroonsel siinil paindikul. Asünkroonse siini eelis on sõltuvuse puudumine sünkrosignaalist.
    Tagasisideta siin – DataValid signaal , mille peale võib siini teises otsas asuv seade hakata lugema
    Tagasusidega siin – DataValid signaal, mille vastu võetav signaal annab Dataaccept signaali
    Täieliku tagasisidega siin – genereeritakse DataValid ja ss tuleb dataAccepted
    Andmeedastus konveierina – uus mäluaadress pannakse adressiinile enne kui eelmise andmed on kohal.
  • Registrid.
    Tihti on vaja arvutis opereerida info edastamisel või töötlusel bittide asemel sõnadega ja sellisel juhul on meil vaja tervet rühma trigereid , sest üks triger salvestab ainult ühe biti informatsiooni. Register on defineeritud kui rühm ühise juhtimisega trigereid. Registris on oluline ühine sünkroniseerimine, millega määratakse trigeritele ühiselt info salvestamise aeg.
    Nihkeregister on register, milles on võimalik kahendinformatsiooni ühes või mõlemas suunas nihutada. Nihkeregister võimaldab kirjutada qi biti kohale qi + 1 biti väärtuse (nihe paremale) jne. Nihkeregistrit, millega saab nihutada mõlemas suunas nimetatakse reversiivseks. Isegi kõrgkeeles programmeerimisel kasutatakse nihet, sest see on masinalähedane ehk kiire ja sellel on praktiline väljund ehk nihe paremale tähendab arvu jagamist arvusüsteemi alusega ja nihutamist vasakule korrutamist arvusüsteemi alusega. Ringnihke puhul liigub kadumaminev järk teisele poole. Struktuurilt on nihkreregister järjestikku ühendatud trigerid, kus ühe väljund on ühendatud teise sisendiga.
  • Mälu organiseerimine : koostamine mitmest moodulist ja vaheldamine (Interleaving).
    Mälu on mõistlik koostada mitmest mäluplokist. See annab võimaluse kasutada väiksemat mälu, millele võib soovi korral hankida lisa. Füüsiliselt on tegemist kahe mäluplokiga, aga tarkvara jaoks on tegemist tervikliku mäluga. Üleminek mäluplokkide vahel toimub riistvaras ja tarkvarale ei ole nähtav, millal kirjutamine/lugemine läheb ühest mäluplokist teise.
    Vaheldamata mäludes paiknevad järjestikuste aadressidega pesad samas mäluplokis. Suuremate mälude saamiseks lisatakse mäluplokke, aga järjestikuste aadressidega pesad jäävad endiselt ühe mäluploki sisse. Puuduseks on see, et järgmist sõna saab samast mäluplokist hakata lugema alles siis, kui eelneva sõna lugemine on lõppenud.
    Vaheldatud mäludes paiknevad järjestikuste aadressidega sõnad eri mäluplokkides. See tähendab, et samaegselt saab pöörduda nii mitme sõna poole, kui on mäluplokke. Vaheldatud mälu võimaldab käivitada konveieri analoogiliselt protsessoriga . Konveieri eelduseks on see, et eri etapid oleks sõltumatud ja saaks teostada samaagselt. Vaheldatud mälus ongi aga järjestikustel aadressidel sõnade poole pöördumine sõltumatu, sest paiknevad erinevated mäluplokkides.
    (kui arusaamatu, joonised lk 205, 206)
  • Käsuformaadid – 0, 1, 2, 3 ja 1, 5 aadressiga arvutid.
    Kõikides käskudes on alati käsukood, mis määrab tegevuse, mida tuleb teha ja samuti võib kaasneda infot selle kohta, kuidas leida operandid ja kuhu salvestada tulemus. Operandi leidmise ja tulemuse salvestamiseks on erinevad adresseerimiseviisid.
    Kolme aadresssiga arvuti – käsu juurde kuulub kolm pikka aadressi, mis näitavad operandide asukohta ja tulemuse salvestamise kohta põhimälus.
    Kahe aadressiga arvuti – käsu juurde kuulub kaks pikka aadressi. Tulemus salvestatakse tavaliselt ühe operandi kohale, sest eraldi aadressi resultaadile ei ole. Aadress A1 võib olla nii operandi aadress kui ka tulemuse aadress.
    Ühe aadressiga arvuti – käsukoodiga saab kaasa antud olla vaid üks pikk aadress, mis viitab mälupesale, kus võib olla üks operand või tulemus.
    Nullaadressiga arvuti – käsukoodi juurde ei kuulu aadressi. Tegemist on pinumälul põhineva arvutiga. Operandid võetakse pinumälu pealt ja sinna kirjutatakse ka tulemus.
    Kõikidel käsuformaatidel on omad eelised. Oluline on arvestada pöördumisi mälu poole, mis on oluline kiiruse seisukohast, aga samas on ka oluline käskude pikkus.
  • Summaator: järjestik, paralleel ja kiire ülekanne.
    Summaator on kombinatsiooniskeem, mis on ette nähtud kahendarvude aritmeetiliseks summeerimiseks. Iga järk summeeritakse eraldi. Arvestatakse nooremast järgust tulevaid väärtusi.
    Järjestikülekandega summaatoris moodustatakse väljundsignaal arvukohtade järjestikku summeerimisega alates parempoolsest ehk nooremast kuni vasakpoolseima ehk vanemani välja. Järjestikülekandega summatori suure järgulisuse korral võib probleemiks olla töökiirus, sest ülekanne levib läbi kõigi ühejärguliste summaatorite. Järkudes akumuleeriv viide võib muuta töö liialt aeglaseks ja see piirab arvuti taktsagedust.
    Paralleelülekandega summaatorid töötavad nii, et iga järgu ülekanne arvutatakse eraldi funktsioonina ainult sisendist. Sellisel juhul ei akumuleeru viited, mis tekivad nooremates järkudes. Paraleelülekanne on oluliselt kiirem. Paralleelülekande puhul kasvab funktsioonide pikkus väga kiiresti ja suurema järgulisuse puhul ei saa paralleelülekannet kasutada.
    Kiire ülekanne on järjestikuse ja pralleelse ülekande kompromisslahendus, mis on kõige levinum summaatori ülekandemeetod. Kiire ülekande skeem arvutab ülekannete väärtused eraldi avaldiste järgi.
  • Erineva pöördus viisiga mälud: FILO , FIFO , assotsiatiivmälu, kahe pordiga mälu.
    FILO – Pinumälu (Stack) on mälu, kus viimasena loetakse välja esimesena salvestatud sõna. Seejuures hoitakse alles ainult pinumälu osutit ehk viimasena salvestatud sõna aadressi. Varem salvestatud sõnu saab lugeda siis, kui hiljem salvestatud sõnad on juba loetud. Pinumälu ehk stacki juures nimetatakse kirjutamist PUSH operatsiooniks ja lugemist POP operatsiooniks.
    FIFO – Puhvermälu on mälu, kust esimesena lotakse välja esimesena salvestatud sõna. Tegemist on puhvermäluga, mida kastautakse erineva kiirusega töötavate süsteemi komponentide vahel. Ühelt poolt kirjutab üks seade infopaketi oma kiirusega sisse ja teine seade loeb teiselt poolt oma kiiruseg paketi samas järjekorras välja.
    Kahe pordiga mälu – Kahe pordiga mälu võimaldab samaaegselt kirjutada ja lugeda. Samaaegne kirjutamine ja lugemine eeldab, et adresseerimise, kirjutamise ja lugemise juhtimise loogika ja andmeedastuse kanalid on sõltumatud. Lugemise ja kirjutamise sõltumatus tõstab mälu hinda, sest kristallpinda on rohkem vaja.
    Assotsiatiivmälu – Tavalistes mäludes määratakse aadress, mis viitab mingile mälu pesale, mille poole toimub pöördumine. Assotsiatiivmäludes aga ei osutata adresside mälu sõnale, vaid otsitakse sõna ühe osa sisu järgi ülejäänud sõnaosa või aadressi, kus see sõna asub. Kokkulangevus võib olla mitmes sõnas.
  • Siirete (hargnemiste) ennustamine (Branch Prediction). Strateegiad.
    Protsessorites on tihti eraldi loogikaskeem, mis tegeleb hargnemiste ennustamisega, et muuta konveier efektiivsemaks uuesti käivitamiste arvelt. Hargnemiste ennustamine toimub statistiliste kriteeriumite järgi ja ei anna alati õiget tulemust, kuid aitab vähendada konveieri uuesti käivitamise tõenäosust.
    Hargnemine tähendab seda, et järgmise käsu aadress ei tule käsuloenduri väärtuse suurendemisega ühe võrra, vaid käsuloendurisse laetakse täiesti uus väärtus, mis tähendab konveieri taaskäivitamist. See toimub siirdekäsuga.
    Hargnemiste ennustamiseks kasutatakse kolme põhilist strateegiat:
  • Fikseeritud strateegiaga hargnemiste ennustamine
    Fikseeritud ennustamine on kõige lihtsam ja vanem. Tavaliselt võetakse eelduseks, et hargnemist kunagi ei toimu ja alati minnakse edasi käsuloenduri väärtust ühe võrra suurendades. Kui hargnemist kunagi ei toimu siis näiteks suure 1000se tsükli puhul, kus tehakse alati valeennustus, peab konveierit väga palju uuesti käivitama. Kui võtta aluseks, et hargnemine toimub alati, siis tekib segmenteeritud mälu puhul lisatööd, sest kui hargnemist ei toimunud peab juhtimise andma tagasi endisesse segmenti.
  • Staatiline hargnemiste ennustamise strateegia
    Staatiline ennustamine tähendab, et varem on tehtud käskude analüüs. Eri tüüpi käskude jaoks on vaja teha erinev ennustus. Tingimusteta siirdekäskude, tsükli käskude, alamprogrammide pöördumise juures eeldatakse hargnemist, tingimuslike siirdekäskude puhul ei eeldata hargnemist. Sellega on õige ennustus umb 82%.
  • Dünaamiline hargnemiste ennustamine
    Dünaamilise ennustamise puhul jälgitakse pidevalt progammi täitmise kulgu. Igas olekus on kaks bitti, millest vasak näitab ennustust hargnemise kohta ja parem näitab kas viimase juures toimus hargnemine või mitte. Vale ennustust saab sellise süsteemiga tulla vaid kaks korda ja suurde tsüklisse minnes korrigeerib ennast see strateegia väga ruttu. Õige ennustus tuleb umb 90%.
  • Multipleksor, demultipleksor.
    Multipleksor on andmeselektor, mis võimaldab edastada loogilise väärtuse mitmetest sisenditest ühte väljundisse. Seda on hea kasutada näiteks ALU-s operatsiooni valiku tegemisel. Tavaliselt on juhtsisendi korral 2^n andmesisendit. Võib vaadata kui lülitid, mis suunab teatud sisendeid väljundisse. Multipleksorite süsteemi saab piisava arvu sisendite korral realiseerida mistahes boole’i funktsiooni. Lk 62 joonis. Demultipleksor töötab tavalisest multipleksorist erinevalt selle poolest, et sisendite „lülitamisel“ toimub seevastu väljundite „lülitamine“.
  • Konveier protsessoris ja mälus.
    Käsu täitmist protsessoris saab jagada sõltumatuteks etappideks.
    Käsk on jaotatud neljaks etapiks: käsukoodi laadimine IF (Instruction Fetch), operandide laadimine OF (Operand Fetch), operatsiooni täimine ALU-s OE (Operand Execute), tulemuse salvestamine (OS, Operand Store)
    IF – OF – OE – OS
    Kui iga etapi täitmisel on hõivatud võrreldav hulk riistavara, siis hõivatud on igal taktil vaid 25% protsessorist. Konveier aitab koormata kogu protsessori riistavara maksimaalselt. Konveieriga saame esimese käsu juures läbides esimese etapi, alustada juba teise käsu esimese etapi täitmist. Seejärel on esimene käsk kolmanda etapi juures, teine käsk teise etapi juures ja alustada kolmanda käsu esimese etapiga jne. Käskude paralleelsusele täidetakse keskmiselt ajaühikus rohkem ja protsessor on pidevalt koormatud.
    Konveier tõstab oluliselt protsessori tootlikust, kuid ainult siis kui seda pole vaja pidevalt uuesti käivitada või vahepeal peatada.
    Konveieri tõhusust vähendavad:
  • Siirdekäsud – Konveier töötab tõhusalt seni kuni pole käske, mis realiseerivad programmis hargnemisi. Hargnemiste korral tuleb konveier uuesti käivitada. Vahel ei saa programmi ilma hargnemiseta teha, kuid mida vähem konveieri taaskäivitamist, seda kiirem on programmi täitmine. Suure tsükli puhul iga kord konveieri taaskäivitamine annab suure ajakulu.
  • Operandide laadimine mälust – Mälu poole pöördumise aeg on tavaliselt pikem kui teised käsu täitmise etapid ja selle aeg pole prognoositav, kuna mälu kasutavad ka teised süsteemi komponendid. Näiteks kui lugemisel teise käsu operandi mälu võtab kolm takti, siis on see seni hõivatud ja ei ole võimalik laadida kolmanda käsu käsukoodi. See võib peatada konveieri töö. Sellepärast on otstarbekas realiseerida koneieriga protsessoris ainult käsku, kus operandid on registermälus ja tulemus kirjutatakse ka registermällu. RISC eelistabki käske, kus operandid on registrimälus ja sinna kirja ka tulemus, mis toob vajaduse suurema registrimälu järele.
  • Andmete sõltuvus – Konveieriga protsessoris tekitab probleeme teineteisele järgnevate käskude andmete sõltuvus. Näiteks registri tulemuse liitmisel kasutatakse vana väärtust, kui konveier ei arvesta andmete sõltuvust, mis muudab tulemuse valeks. Sõltuvus võib olla soetud ka käskude täitmise järjekorraga.
  • Pinumälu (stack) realiseermine ja kasutamine protsessoris.
    FILO – Pinumälu (Stack) on mälu, kus viimasena loetakse välja esimesena salvestatud sõna. Seejuures hoitakse alles ainult pinumälu osutit ehk viimasena salvestatud sõna aadressi. Varem salvestatud sõnu saab lugeda siis, kui hiljem salvestatud sõnad on juba loetud. Pinumälu ehk stacki juures nimetatakse kirjutamist PUSH operatsiooniks ja lugemist POP operatsiooniks. Mõnel Stack implementatsioonil on ka PEEK operatsioon, millega saab vaadata stacki pealmist sõna, kuid mitte seda eemaldada nagu seda teeb POP.
    Protsessoris on pinumälu rakenduseks alamprogrammide poole pöördumine. Üheks pinumälu rakenduseks on alamprogrammide poole pöördumine ja siis tagasipöörde aadresside salvestamine. Kui toimub alamprogrammi poole pöördumine, siis tagasipöördumisel stackist POPimisega saab järjest tagasipöörde aadresse kun programmi täitmine jõuab tagasi põhiprogrammi juurde. Alamprogrammide poole pöördumisel kasutatakse pinuviita, millega seoses programmi täitmise senine käik saab ajutiselt katkestatud, kuid jätkub hiljem samalt kohalt. Käsk, millega pöördutakse alamprogrammi poole (CALL-käsk), salvestab kõigepealt käsuloenduri sisu (näitab järgmisena täidetava käsu aadressi) automaatselt pinumällu, alamprogrammi lõpus olev naasmiskäsk (RET-käsk) loeb pinumälust sama aadressi ja salvestab käsuloendurisse tagasi. Programmi täitmine jätkub katkenud kohalt.
  • Loendurid.
    Loenduril on sünkrosisend ja m väljundit. Iga impulsi saabumisel sünkrosisendisse muudab üks või mitu väljundit oma väärtust. Teatud arvu väljundkombinatsioonide järel kogu väljundkombinatsioonide jada kordub. Erinevate väljundkombinatsioonide arvu nimetatakse mooduliks.
    Üldjuhul ei pruugi väljundis olla järjestikused kahendarvud, võivad olla ka suvalised kahendkoodid. Kahendloenduri puhul on need järjestuses. m-järgulisel loenduril saab olla maksimaalselt 2^m väljundkombinatsiooni enne kordumist. Loenduril võib olla ka loendamist lubav sisend, mille mitteaktiivne olek tähendab seda, et impulsid ei mõjuta väljundväärtust.
    Iga impulsi saabumisel C-sisendisse läheb loendur järgmisesse olekusse. Iga järgnev olev sõltub eelmisest. R-sisendi abil võib määrata algseisu.
    Loenduri käitumise määratlemiseks kasutatakse viit parameetrit:
    • loendamise seaduspärasus (kahendloendur nt)
    • moodul võib olla 2^n, kus n järkude arv, aga mitte alati
    • kahendloendurite korral kas loendatakse kasvavas või kahanevas suunas
    • sünkroonne või asünkronne
    • Järjestikülekanne või paralleelülekanne

    Lk 108 näide joonis
  • Suvapöördusmälud.
    Suvapöördusmälud on sellised mälud, kus suvalise sõna poole pöördumine võtab ühesuguse aja sõltumata tema asukohast mälus erinvalt SAM (jadapöördusmälust), kus sõltub asukohast.
    RAM – suvapöördusmälu, kiire aga kallis
    SRAM – staatilises pooljuhtsuvapöördusmälus on info salvestatud positiivse tagasiside kaudu trigerites. Tegemis on kiire mäluga, mida kasutatakse registermälus ja vahemälus. Kiiruselt SRAM funktsioneerida protsessori taktsagedusega, kuid nõuab palju kristallpinda, seega pole sobilik suurte mälumahtude realiseerimiseks. Andmed hävivad toite kadumisel.
    DRAM – dünaamiline pooljuhtsuvapöördusmäluna on tüüpilise PC arvuti põhimälu realiseeritud. Võrreldes SRAMiga kulub vähem transistoreid biti kohta. Tänu sellele, et vähem transistoreid on biti koha, siis see nõuab SRAMiga võrreldes vähem kristallipinda. Kasutatakse suuremahulise põhimälu valmistamiseks, sest odavam SRAMist. DRAM on aeglasem SRAMist. DRAMis kirjutatakse pidevalt infot uuesti üle.
  • Andmeedastuse juhtimine: süsteemid katkestusega ja ilma, proriteedid.
    Tavaliselt täidab protsessor programmi käske järjest kuni mõne hargnemise käsuni või alamprogrammi poole pöördumiseni, kuid erandiks on katkestus, mis sunnib protsessorit muutma käskude täitmise järjekorda. Katkestamise käivitamiseks saab: käivitada programmselt ehk progreja kasutab vastavat käsku, võib käivituda exceptionina ehk nulliga jagamine vms. Katkestuse täitmine – protsessor lõpetab pooleli oleva käsu, käsk salvestatakse stacki, millega saab tagasipöörduda viimase juurde. Passiivne andmevahetus . I/O seadmete prioriteetide probleem lahendatakse korrapäraselt mux-ide kaudu.
    Prioriteedid on määratud seadmete järjestusega ahelad. Mida lähemal on seade protsesorile seda prioriteetsem ta on. Selline riistvaraline prioriteetide määramise süsteem on jäik ja prioriteetide muutmine tähendab tülikaid riistvara muutusi.
  • Trigerid
    Trigerid kuuluvad järestikskeemide hulka, sest neil on mälu omadus. Väljundi väärtus sõltub peale sisendite väärtuste ka väljundi väärtusest eelnevatel hetkedel.
    Triger on mäluelement, mis säilitab ühe bitist informatsiooni. Trigeril on kaks stabiilset olekut. Olekuks nimetatakse trigeri väljundi väärtust antud ajahetkel. Tavaliselt on trigeril kaks väljundit: otseväljund ja tema eitus.
    Trigeri tüübid:
  • SR-triger (Set Reset) – Asünkroonse trigeri puhul pole sünkrosisendit millega
    ümberlülitumise aega juhtida, seega väljundi väärtus muutub sisendi väärtuste muutuste järgi.
    S R Qt
    0 0 Qt-1
    0 1 0
    1 0 1
    1 1 -
    Kui S = R = 1, siis on otseväljud ja inversioonväljund ühesuguse väärtusega Q = ^Q, kuna kahendväärtuse otseväärtuse ja eitus ei saa olla võrdsed, siis loetakse seda keelatud väärtuseks.
    Loogikafunktsioon Qt = S + ^R Qt-1
    SR trigerit saab ka lisaks asünkroonsele SR-trigerile NOR baasil teha NAND baasil teha madalaktiivsete sisenditega asünkroonse STR-trigeri.
    Potensiaaliga sünkroniseeritav SR-triger (SR Latch) – Sünkrosisendiga C määratakse, millal lülitab triger uude olekusse. Kui C-sisend pole aktiivne, siis triger säilitab vana oleku olenemate muude sisendite väärtustest.
  • MS-triger (Master Slave) – Master ja slave pool. Aitab lahendada probleeme tagasidega tekkivaid probleeme, nt sünkrosisend on aktiivne ja triger avatud, siis võib ümberlülitumist toimuda mitu korda, sest väljundi uus väärtus jõuab tagasiside kaudu sisendisse ja põhjustab uue ümberlülitumise. Kahetaktiline MS-triger aitab tagada trigeri ühekordse ümberlülituse. Kahetaktiline triger koosneb kahest identsest trigerist Master ja Slave, mida juhitakse erinevate sünkrosignaalidega läbi EI-elemendi. Korraga saab avatud olla ainult üks pool trigerist. Kahetaktilisel trigeril on C = 1 puhul avatud ainult Master pool ja C = 0 puhul lülitub Slave peale. See väldib Master trigeris muutust ehk ei toimu mitmekordset ümberlülitumist.
  • D-Triger (Delay) – Potensiaaliga sünkroniseeritav D-Triger (D Latch) – D-trigeri väljund võtab sisendis oleva väärtuse, kui sünkrosisend seda lubab. Säilitab seni eelmise väärtuse kuni antakse sisse uus väärtus. Frondiga sünkroniseeritav D-triger – triger lülitub ümber, kui C-sisendi väärtus muutub 0-st 1-ks või 1-st 0-ks.
  • JK-Triger (Jump Key) – Käitub sarnaselt SR-trigeriga, kuid kombinatsiooni J=K=1 juures, kus SR-il oli see keelatud väärtus, on JK-l on see lubatud väärtus ja võtab eelmise olekuga vastupidise oleku:
    J K Qt
    0 0 Qt-1
    0 1 0
    1 0 1
    1 1 ^Qt
  • T-Triger (Toogle) – nimetatakse ka loendustrigeriks, kasutatakse tihti sageduse jagamisel ja loendurites. Trigeri funktsioon väljendub XOR kaudu. T-trigeril sõltub väljundi uus väärtus eelmisest väljundi väärtusest.
    T Qt
    0 Qt-1
    1 ^Qt-1
  • Pooljuhtmälud.
    SRAM – staatilises pooljuhtsuvapöördusmälus on info salvestatud positiivse tagasiside kaudu trigerites. Tegemis on kiire mäluga, mida kasutatakse registermälus ja vahemälus. Kiiruselt SRAM funktsioneerida protsessori taktsagedusega, kuid nõuab palju kristallpinda, seeda pole sobilik suurte mälumahtude realiseerimiseks. Andmed hävivad toite kadumisel.
    DRAM – dünaamiline pooljuhtsuvapöördusmäluna on tüüpilise PC arvuti põhimälu realiseeritud. Võrreldes SRAMiga kulub vähem transistoreid biti kohta. Tänu sellele, et vähem transistoreid on biti koha, siis see nõuab SRAMiga võrreldes vähem kristallipinda. Kasutatakse suuremahulise põhimälu valmistamiseks, sest odavam SRAMist. DRAM on aeglasem SRAMist. DRAMis kirjutatakse pidevalt infot uuesti üle.
  • Spetsiaalse riistvara realiseerimine.
    Suur osa arvutustehnika riistvarast leiab kasutust väljaspool üldotstarbelisi arvuteid.
    Programmne realisatsioon – algoritmi saab realiseerida universaalarvutis programmina, kirjutades selle oma personaalarvutis valmis. Arvuti pesasse saab lisada lisakaarte. Lisakaardi ülesanne on suhelda arvutida ja osada seda juhtida. Selle head omadused: saab kasutada harjumuspärast tarkvara nt windowsi, lihtne on teha muudatusi, ei ole vaja tunda riistvara. Selle puudused: riistvaralise realisatsiooniga on see aeglane, sest toimub pidevalt käskude lugemine mälust ja protsessoris nende ükshaaval täitmine, universaalne arvuti on paljudes kohtades mõttetult kallis, palju ressursi läheb nö kaotsi, füüsilised mõõtmed on tihti liiga suured. Hea on kasutada mikrokontrollerit ehk kristallil realiseeritud arvutit, mis on üldotstarbelisega võrreldes odavam, neid on lai valik ja füüsilised mõõtmed on väiksemad, aga samas miinuseks progrejatel on vaja spetsiaalset tarkvara, progreja peab tundma riistvara.
    Riistvaraline realisatsioon – algoritmi saab realiseerida riistvaras sarnaselt juhtautomaadiga protsessoris. Algoritmi realiseeriva loogikaskeemi võib valmistada trükkplaadil. Head omadused: suurte seeriate puhul odavam toota, väiksem komponentide hulk ehk disain on tehtud konkreetse realisatsiooni jaoks ehk optimeeritud, suurem töökiirus sest loogikaskeem kristalli pinnal tihedalt. Puudused: kulub rohkem aega prototüübi valmistamiseks, väikeste seeriate puhul üsna kulukas, nõuab spetsiaalsed tarkvara. Juba loodud skeemi ei saa ümber teha.
    Programmeeritav loogika – riistvara tooriku konfigureerimine oma rakenduse järgi. Seda valitakse, sest muudatusi lihtne teha, hea kättesaadavus, hea levik ja kogemustega inimesed, mugavad vahendid. Programmeerimise loogikat on hea algul kasutada, hiljem minnakse üle ASIC mikroskeemidele. Väikeseid seeriaid on hea programmeeritava loogikaga teha. Programmeeritav loogika vs ASIC on aeglsem, väiksem tihedus, odavam teha protoüüpe, lihtsam teha muudatusi.
  • Dekooder.
    Dekooder on ettenähtud kahendarvude dekodeerimiseks. Igale võimalikule sisendkoodi väärtusele vastab dekoodril üks väljund ja seega on dekoodril n sisendi korral 2^n väljundit. Kui dekooderile on lisatud juht-sisend, siis on võimalik keelata dekodeerimist, kui selle väärtus on 0.
    Dekoodri loogikaskeem.
  • Riistvara tegevus katkestuste (interrupt) täitmisel arvutis.
    Tavaliselt täidab protsessor programmi käske järjest kuni mõne hargnemise käsuni või alamprogrammi poole pöördumiseni, kuid erandiks on katkestus, mis sunnib protsessorit muutma käskude täitmise järjekorda. Katkestamise käivitamiseks saab: käivitada programmselt ehk progreja kasutab vastavat käsku, võib käivituda exceptionina ehk nulliga jagamine vms. Katkestuse täitmine – protsessor lõpetab pooleli oleva käsu, käsk salvestatakse stacki, millega saab tagasipöörduda viimase juurde. Passiivne andmevahetus . I/O seadmete prioriteetide probleem lahendatakse korrapäraselt mux-ide kaudu.
  • Mälude klassifiaktsioon.
    Mälud saab jagada suvapöördusmäludeks (RAM) ja jadapöördusmäludeks (SAM). RAM jaguneb omakorda magnetmäludeks ja pooljuhtmäludeks. Magnetilised RAM mälu kasutati kunagi feriitmälu. Pooljuhtmälu jaguneb säilivaks ja mittesäilivaks, kus mittesäilivad on DRAM ja SRAM ning säilivad on ROM, FLASH jms. Jadapöördusmälu jaguneb magnetmäluks ja optiliseks mäluks. Magnetmälu alla jääb kõvaketas, lint , pehme ketas ja optilise mälu alla jääb CD-ROM, CD-RW, DVD, CD-R. (CD-R puhul põletatakse, kirjutakse info, aga CD-ROM on varem pressitud nagu mängud jne).
  • Mikroskeemide valmistamise tehnoloogiad .
    Oksüdeerimine – on räni-oksiidi kihi tekitamine räni kristalli pinnale. Oksüdeerimine toimub termiliselt temperatuuril 1000-1300C. Kõigepealt juhitakse lahtise otsaga kvartstoru lämmastikku, millega välditakse räniplaatide kokkupuudet õhuga ja võimalikku saastumist. Seejärel minnakse üle töörežiimile, milleks avatakse üks kraanidest. Kuivhapnik, märghapnik või veeaur.
    Difusioon – on protsess, millega viiakse pooljuhi kristalli lisandid, vajaliku juhitavusega tsoonide tekitamiseks. Difusiooni nähtus põhineb aine osakeste tungimisel teise ainesse kõrgel temperatuuril (1100-1300C). Difusandid on tavaliselt kas doonor - või akseptorlisandid. Difusiooni puudusteks on: 1) Lisandite sisaldus ei ole ühtlane vaid väheneb pinnast eemaldumisel. 2) Ei saa teostada üle kolme järjestikuse difusiooni.
    Epitaksia – on pooljuhtkristalli kasvatamine keemilise reaktsiooni tulemusena. Eelised on: 1) saadakse väga täpselt orienteeritud kristallstruktuur. 2) Samaaegselt kristalli kasvatamisega on võimalik sisse viia lisandeid, et nende sisaldus on ühtlane. 3) ON võimalik saada üle kolme erineva juhitavusega kihi.
    Metalliseerimine – nimetatakse metallikihi pealekandmist pärast seda, kui kõik struktuurid on loodud, sellest kihist moodustatakse elementidevaheline juhtmestik .
  • RISC ja CISC protsessorid, mikroprogramm .
    Protsessorid jagunevad kaheks: RISC ja CISC. Nende erinevus seisneb selles, et CISCis on palju keerukaid käske, samas RISCis on vähe ja lihtsad käsud, samas kulub sellel ühe operatsiooni täitmiseks rohkem käske. Ajaliselt vaadates, kui CISC täidab mingi operatsiooni 1 käsuga, milleks kulub 10 ajaühikut, siis RISC kasutaks 5 käsku, mis võtavad aega 1 ajaühiku, kokkuvõttes on siis kiirem RISC.
    Tänapäeval kasutatakse enamasti protsessoreid, mis koosnevad neist mõlemaist. Näiteks tuum on RISC protsessor ja tema ümber on konstrueeritud CISC protsessor.
    RISC protsessori omadusi: vähe käske, vähe adresseerimise viise, mälu poole pöörduvad ainult LOAD ja STORE käsud, kiire registermälu, operatsioonid teostatakse kohe riistvaras.
    Risc:
    • suhetliselt vähe käske (eelistatavalt alla 100) ja vältida tuleb keerulisi käske
    • vähe adresseerimise viise (eelistatavalt üks või kaks)
    • vähe erinevaid käsu formaate (eelistatavalt üks või kaks), et kiiredada dekodeerimist
    • kõik käsud tuleb täita otse riistvaras ühe taktiga, ilma mikroprogrammita
    • maksimaalne käskude täitmise kiirus, mis viib paralleelsuseni
    • ainult LOAD ja STORE käsud pöörduvad mälu poole
    • võimas register mälu (ulatudes32 kuni 132-ni), et võimalikult palju oleks register-register tüüpi käske ja vähe pöördumisi mälu poole
    • jäiga loogikaga (hardwired) juhtautomaat , mis võib ka tehnoloogia arenedes asenduda mikroprogrammeeritavaga
    • efektiivne andmevahetus alamprogrammidega
    • effektiivne käskude järjekorra juhtimine (siirded ja alamprogrammid )

  • Andmeedastus arvutis (järjestikandmeedastus, paralleelandmeedastus, veakindlad koodid).
    Liidesel on alati kaks poolt: protsessori pool ja S/V- seadme pool. S/V seadme poolel võib andmeedastus võib toimuda andmevahetus järjestikuliselt või paralleelselt.
    Järjestikandmeedastus – selle korral piisab ühest liinist andme edastamiseks, juurde kuulub ka nullnivoo (GND). Samas kulub iga takti edastamiseks üks takt .
    Paraleelandmeedastus – selle korral on vaja 8 biti edastamiseks 8 liini (ja nullnivood), kuid aega kulub vaid üks takt. Seega kui hoitake kokku liinide arvelt, muutub edastus aeglasemaks. Paralleelandeedastus on kallim ja pikkades liinides on võimalik moonutused ehk sünkrosignaaliga ei jõua kõik bitid kohale.
    Veakindlad koodid
    • vigu avastavad koodid
    • vigu parandavad koodid
    Rikked arvuti riistvaras.
    Püsivad rikked:1.Ühenduste rikked;2. Purunenud komponendid;3.Tootmisel tekkivad rikked;4.Disaini vead.
    Mitepüsivad rikked:1. Keskond (temp. Niiskus, rõhk ...);2.Vibratsioon;3. Toide ;4.El. magn väli, staatiline elekter, maandus ;5.Halvad ühendused;6.Kriitilised ajad (timing);7.Takistuse ja mahtuvuse muutused, 8.Müra;9.Vananemine.
    Millal testitakse :*Normaalses tööreziimiz. (Online testing ,Concurrent testing)*Spetsiaalses testimise reziimis. (Off-line testing).
    Kus on stiimulid : *Süsteemi sees (Self-testing)*Eraldi testri mälus ( External testing).
    Milliseid rikkeid testitakse: *Projekteerimise vigu. (Design verification )*Tootmise vigu*Tootmise praaki *Rikkeid ( Field testing, Mintenance testing) .
    Milline on testimise objekt: *Mikroskeem IC ( Component level testing)*Plaat ( Board level testing)*Süsteem (System-level testing).
    Kuidas saadakse testid/ oodatavad reakstsioonid: *Mälust. (Stored pattern tetsing)*Genereeritakse testimise ajal. (Algorithmik testing).
    Millises järjekorras antakse teste objektile : *Fikseeritud jäjekorras. *Sõltuvalt eelmise testi tulemustest ( Adaptive testing).
    Milline on testimise kiirus: *Normaalsest tööökiirusest aeglasemalt (Static testing)*Töökiirusel (At-speed testing).
    Mida jälgitakse: *Kõiki väljundkombinatsioone *Funktsiooni väljundkombinatsioonidest (Compakt tetsing).
    Milistele objekti punktidele on ligipääs: *Ainult sisenditele/väljunditele. (Edge-pin testing)*Sisenditele/väljunditele lisaks ka sisemistele punktidele. (In- circuit tetsing, Bed-of-nails testing, …)
    Kes kontrollib tetsimise tulemusi: *Süsteem ise (Self-testing, Self-cheking)*Väline seade- tester . (External testing).objekt, test ja etalon.testinfo esitus.rikkemudelid. konstant 0 ja konstant 1 rike ( stuck -at-0 and stuck-at-1 faults, s-a-0 and s-a-1), lühised (Bridges),ühekordsed ja mitmekordsed rikked,testide genereerimine (Test Pattern Generation), kattev testimine (Exhaustive Testing),juhuslik testimine ( Random Testing), pseude juhuslik testimine (Pseudo Random Testing),testide genereerimine determineeritud meetodil.
    Juhtautomaat: osa käsu täitmisel ja realiseerimine.
    Iga käsu täitmine algab osaga, kus loetakse sisse käsukood ja modifitseeritakse käsuloenduri väärtus. Pärast üldosas toimuvat käsukoodi lugemist vastab igale käsule käsu täitmise algoritmis oma haru. Haru valik toimib vastavalt käsukoodi dekodeerimisel saadud infole.
    Juhtautomaat on käsu täitmise algoritmi riistvaraline realistatsioon loogikaskeemina.
    Juhtautomaadi realiseerimiseks on kaks võimalust: jäiga loogikaga juhtautomaat ja mikroprogrammeetiav juhtautomaat.
    Jäiga loogikaga juhtautomaat – realiseeritakse algoritm loogikaskeemina kristalli pinnal.
    Mikroprogrammeeritav juhtautomaat – kui mikroprogrammi hoitakse püsimälus, siis saab käsusüsteemis teha muudatusi ilma uut loogikaskeemi koostamata. Kogu mikroprogrammi täitmine taandub sõnade lugemisele õiges järjekorras mikroprogrammi tingimustest sõltuvalt.
    Kombinatsioonskeemid ja järjestikskeemid.
    Arvutites kasutatavad loogikaskeemid jagunevad kahte suurde klassi – kombinatsioonskeemid ja järjestikskeemid.
    Kombinatsioonskeemid – loogikaelementidest koostatud skeemid , millel ei ole mälu omadusi. Kirjelduvad loogikaskeemidena, millel ei ole aja parameetrit. Teades hetkel sisendite väärtusi, saame arvutada samal hetkel väljundite väärtused vastava loogikaskeemi abil. Eelnevatel hetkel olevate sisendite väärtused pole olulised.
    Järjestikskeemid – loogikaelementidest koostatud skeemid, millel on mälu omadused. See tähendab, et kõnealusel hetkel on väljundite väärtuste määramiseks vaja teada väljundite väärtusi ka eelnevatel hetkedel. Sel juhul sisaldab olek infot eelnevate hetkede väljundite väärtuste kohta. Sünkroonsel järjestikskeemil on spetsiaalne taktsisend, mis määrab ülemineku ühest olekust teise. Asünkroonsel järjestikskeemil toimub oleku üleminek mõne teise sisendi väärtuse muutmisel. Sünkroonne on enam levinud, sest lihtsam juhtida ja jälgida.
    Käsu täitminem protsessoris.
    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 NEUMANNI TSUKKEL
    1) Käsu lugemine
    2) Käsu modifitseerimine
    3) Käsu dešifreerimine
    4) Käsutäitmise mikroprogramm käivitatakse (juhtautomaat)
    5) Resultaadi säilitamine registris
    Protsessori üldstruktuur (käsuloendus, käsuregister, käsudekooder, juhtautomaat, operatsiooniautomaat).
    Lk 127 joonis
    Protsessor on arvuti keskne osa. Programmi täitmine eeldab pidevat andmevahetust protsessori ja mälu vahel.
    Käsuloendur – programm on käskude jada, mida protsessor peab täitma. Protsessoril on vaja järjehoidjat, et teada millise käsu täitimise juures parasjagu ollakse. Selleks kasutataksegi käsuloendurit. Loendus on loogikaelement , kus hoitakse järgmisena tuleva käsu aadressi. Loendurit kasutatakse sellepärast, et sellele on lihtne liita +1 ja panna osutama järgmisele käsule.
    Käsuregister – kui protsessor väljastab käsuloendurist aadressi ja loeb selle järgi mälust käsukoodi, siis salvestatakse see käsuregistrisse. Käsuregistri väljundisse on ühendatud dekooder.
    Käsudekoodril läheb aktiivseks üks väljunditest, mis näitab millise käsu kood loeti protsessorisse. Käsukood sisaldab infot selle kohta mida pea protsessor tegema ( liitma , lahutama vms).
    Pärast käsu dekodeerimist asub käsu edasist täitmist juhtima juhtautomaat. Iga käsu täitmine koosneb teatud hulga elementaaroperatsioonide tegemisest. Juhtautomaat on käsu täitmise algoritm riistavaralise realisatsiooni loogikaskeem.
    Kõikidel käskudel on alguses ühisosa – käsukoodi lugemine, käsuloenduri modifitseerimine ja eriosa – operandide lugemine, ALU operatsioonid, resultaadi salvestamine.
    Opetaiooniautomaat – vahetu andmete teisendaja, mis koosneb registermälust, ALU-st ja lippude registrist. Registermälu on väga kiire protsessori sagedusel töötav mälu, avahetult teisendatavate operandide, vahetulemuste ja lõpptulemuste salvestamiseks.
    Puutetundlikud ekraanid .
    Resistiivsed puuteekraanid
    Neljatraadiline ekraan. Resistiivne ehk takistuslik puuteekraan koosneb kahest läbipaistvast plastkileplaadist. Mõlema plaadi sisepind on kaetud peaaegu täiesti läbipaistvast materjalist (indiumi ja tina oksiididest) üliõhukese kihiga, millel on teatud elektritakistus (resistiivsus); kummagi plaadi kahes vastasservas on elektroodid pinge rakendamiseks ja mõõtmiseks. Kilest plaate hoiavad normaalolekus kokku puutumast mikroisolaatoritest võrgustik (see on vaevunähtav). Kui vajutada ekraanile sõrme või mõne esemega, tekib plaatide vahel puutepunktis elektriline kontakt. Puutepunkti koordinaatide (asukohaarvude x ja y) kindlakstegemiseks rakendab juhtlülitus (kontroller) esmalt alalispinge alumise plaadi elektroodidele. Puutepunkti asukohas tekib siis takistuste suhtele vastav elektripinge (5- voldise elektroodipinge korral võib see olla näiteks x = 2 V). Seda pinge väärtust mõõdab kontroller pealmise plaadi elektroodidelt (nende elektroodide vahel enne kontakti pinge puudus); nii saadakse x-koordinaadi signaal. Teise koordinaadi saamiseks pingestatakse pealmine plaat, mis on alumisega risti, ja mõõdetakse pinge väärtus alumise plaadi elektroodidelt; saadakse y-signaal. Kontroller vahendab need signaalid draiverile vajaliku toimingu sooritamiseks.
    Viietraadilise puututundliku ekraani töökindlus on parem, kuna resistiivne kate membraani peal on vahetatud juhtivaga (viietraadiline ekraan töötab ka siis, kui selle membraan on läbi lõigatud). Tagumise klaasi peal on pandud resistiivne kate, mille nurkades on neli elektroodi (igas nurgas on üks elektrood). Alguses on kõik neli elektroodi maandatud, aga membraan on “tõmmatud” +5V pinge juurde resistoriga. Pinge suurust membraanil kontrollitakse pidevalt analoog–digitaalse konverteerijaga. Kui miski ekraani ei puutu , on pinge 5V. Kui ekraani peale vajutatakse, tuvastab mikroprotsessor membraani pinge muudatuse ja hakkab koordinaate välja arvutama . Tööpõhimõte on selline:
  • Kahele paremale elektroodile antakse +5V pinge, vasakud maandatakse. Pinge ekraanil näitab X– koordinaat .
  • Kahele ülemisele elektroodile antakse +5V pinge, alumised maandatakse. Võetakse Y–koordinaat.
    Maatriks puuteekraanid

    Konstruktsioon on resistiivsega sarnane, aga väga lihtsustatud. Klaasi peale on paigutatud horisontaalsed juhid, membraani peale aga vertikaalsed . Ekraani puutumise ajal puudutavad juhid kokku. Kontroller leiab, millised juhid puutuvad ja annab mikroprotsessorile koordinaadid. Väga väike täpsus. Liidese elemendid on paigaldatud maatriksekraani ruutudega arvestades. Ainuke pluss on lihtsus ja odavus . Tavalistes maatriksekraanides tehakse päring ridades (analoogiliselt nuppude maatriksile); see võimaldab teha mitut puudutust korraga. Aegamööda asendatakse need resistiivsete ekraanidega.

    Mahtuvuslikud puuteekraanid
    Mahtuvusliku ekraani puutetundlikuks osaks on elektrit juhtiva läbipaistva kihiga kaetud kilest plaat, mille neljas nurgas on elektroodid. Nendele antakse ühesugune vahelduvpinge , mis tekitab ühtlase elektrivälja üle ekraani. Ekraani puudutamisel sõrme või mingi elektrit juhtiva esemega elektrivälja jaotus plaadil muutub, sest puutekoha kaudu siseneb inimese kehasse mahtuvusliku sidestuse läbi lekkevooluna teatud elektrilaeng. Selle tulemusena muutuvad ka lekkevoolu komponendid, mis sisenevad plaadi nurkade kaudu: mida suurem on puutepunkti kaugus mingist nurgast, seda suurem on nurga ja puutepunkti vaheline takistus ning vastavalt ka vool nõrgem. Nende vooluväärtuste järgi arvutab kontroller puutepunkti koordinaadid. Mahtuvuslikud puuteekraanid on usaldusväärsed, vastupidavusega kuni 200 miljonit puudutust (~6,5 aastat ühesekundilise intervalliga), ei karda vedelikke. Läbipaistvus on kuni 90%. Siiski on juhtiv kate nõrk, seega kasutatakse mahtuvuslikke puuteekraane tihti automaatides, mis on paigaldatud valvega ruumidesse. Kinnastega mahtuvuslikud ekraanid ei reageeri.
    Projektsioonilised mahukad puuteekraanid
    Ekraani sisepoolel on paigaldatud elektroodide võrk. Elektrood koos inimese kehaga moodustavad kondensaatori; elektroonika mõõdab selle kondensaatori mahu (impulsi annab vool ja mõõdab saadud pinge). Nende ekraanide läbipaistvus on kuni 90%, temperatuuride taluvus on väga suur. On väga vastupidavad. Selles puuteekraani tüübis võib kasutada kuni 18 mm paksust klaasi, mis muudab ekraanid vandaalikindlateks. Ei reageeri mittejuhtiva mustuse peale; juhtivust saab programmiliselt pärssida. Sellepärast kasutatakse neid ekraane automaatides, mis on paigaldatud õuetingimustesse. On olemas mudelid, mis reageerivad kinnastatud käe peale. Praegustel mudelitel on täpsus väga kõrge, ent vandaali-kindel rakendus muudab need vähemtäpseteks. Projektsioonilised mahukad puuteekraanid reageerivad juba käe lähendamise peale. Eristavad puudutust sõrmega ja puudutust juhtiva pliiatsiga. Mõned mudelid toetavad multitouch-i. Seepärast kasutatakse sellist tehnoloogiat touchpad-ides ja multitouch-ekraanides. Ka iPhone -i ekraan töötab selles lõigus kirjeldatud tööpõhimõttega.
    Puuteekraanid pinnalainetel
    Ekraan kujutab endast klaaspaneeli, mille nurkades on piesoelektrilised konverterid (PEK). Paneeli äärtel asuvad peegeldavad ja vastuvõtvad andurid . Tööpõhimõte on selline:
    1.Spetsiaalne kontroller genereerib kõrgsagedusliku elektrilise signaali ja saadab selle PEK peale.
    2.PEK konverdib selle signaali pinnalainetesse ning peegelduvad andurid peegeldavad seda.
    3.Need peegeldatud lained võetakse vastu anduritega ja saadakse PEK peale.
    4.PEK võtab peegeldatud lained vastu ja konverdib need elektrilisteks signaalideks, mis kontrolleriga analoogsignaalideks muudetakse.
    5.Ekraani sõrmega puudutamisel osa pinnalainete energiast neelatakse.
    6.Vastuvõtja fikseerib selle muudatust , aga mikrokontroller arvutab välja puudutamise punkti koordinaadid.
    See tüüp reageerib puudutamise peale asjaga, mis on võimeline laine absorbeerima (sõrm, kinnastatud käsi, poorne kumm). Kõige suurem pluss on sellist tüüpi ekraanide puhul võimalus teada saada mitte ainult puutepunkti koordinaadid, aga ka puutejõu – pinnalainete absorbeerimise tase sõltub rõhu suurusest puutepunktis (ekraan ei deformeeru puudutamise ajal). Selline ekraan on väga läbipaistev, kuna valgustus läheb läbi klaasi, mis ei sisalda resistiivset ega juhtivat katet. Mõnel juhul klaasi üldse ei kasutatagi, et vältida peegeldusi. Selle asemel kinnitatakse kiirgajad, vastuvõtjad ja peegeldajad otse ekraani peale. Nende ekraanide konstruktsioon on väga keeruline, aga need on üsna vastupidavad. Näiteks teatasid Ameerika firma Tyco Electronics ja Taiwani firma GeneralTouch, et need ekraanid peavad vastu kuni 50 mln puudutust ühes punktis – see ületab viietraadilise resistiivse ekraani ressursi. PEK-ekraane kasutatakse enamasti mänguautomaatides, turvatud infosüsteemides ja haridusasutustes. PEK-ekraane on saadaval tavalise 3 mm-se paksuse ja vandaalikindla 6 mm-sena. Viimased peavad vastu mehe löögi või metallist 0,5 kg kuuli kukkumise 1,3 meetri kõrguselt (vastavalt Elo Touch Systems'i andmetele). Arvutiga ühendamise jaoks kasutatakse RS232- või USB-liidest. Praegu on kõige populaarsem kombineeritud mudel, kus kasutatakse mõlemaid ühenduse tüüpe (Elo Touch Systems andmetel). PEK-ekraani kõige suuremaks miinuseks on vastuvõtlikkus vibratsioonile ja häired määrdunud ekraani korral. Ekraanile asetatud võõras objekt (näiteks närimiskumm) blokeerib ekraani funktsioneerimise. Lisaks nõuab see tehnoloogia, et puudutus tehakse objektiga, mis pinnalaineid absorbeerib. Selliste ekraanide täpsus on suurem kui maatriks puuteekraanidel, aga väiksem kui traditsioonilistel mahtuvuslikel. Joonistamiseks ja teksti sisestamiseks neid ekraane üldiselt ei kasutata.
    Infrapuna -puuteekraanid
    Infrapunakiirte kasutamisel põhineva puuteekraani servades on vastakuti optoelektroonilised kiirgusallikad ja kiirgusvastuvõtjad: ekraani vasakus servas infrapunast kiirt väljastavate valgusdioodide rida ning parempoolses servas vastav arv fotodioode; samasugused read paiknevad ka ekraani alumises ja ülemises servas. Nii moodustub ristuvate infrapunakiirte nähtamatu võrk. Kui ekraani sõrme või mõne esemega puudutada, tõkestab puutekoht mõne horisontaalse ja vertikaalse kiire edasipääsu fotodioodini ja nende kiirgusvastuvõtjate väljundsignaal väheneb järsult. Nõrgenenud signaalipingega fotodioodide järgi määrabki kontroller puutepunkti koordinaadid. Infrapuna-puutetundlikud ekraanid kardavad määrdumist ja seetõttu kasutatakse neid seal, kus kujutise kvaliteet on oluline. Oma lihtsa ehituse ja seega ka lihtsa korrashoitavuse tõttu on selline ekraan populaarne sõjanduses. Sellist ekraanitehnoloogiat kasutab mobiiltelefonides firma Neonode.
    Optilised puuteekraanid
    Klaaspaneel on varustatud infrapuna valgusega. Klaasi ja õhu piiril tekib täielik sisepeegeldus , klaasi ja võõrkeha piiril valgus hajub. Hajumise tuvastamiseks tuleb pilti. Selleks on kaks tehnoloogiat:
    Projektsioonilistes ekraanides paigaldatakse projektori juurde kaamera . Sellist tehnoloogiat kasutab näiteks Microsoft Surface.
    Teine võimalus on lisada LCD-ekraanile valgustundlik neljas lisa-subpiksel.
    Suudab eraldada kätepuuteid muude esemete puudetest, ka on olemas multitouch. Võimaldab ehitada suuremõõdulisi, kuni tahvlisuurusi sensoripindu.
    Tensomeetrilised puuteekraanid
    Reageerivad ekraani deformeerumise peale. Selliste ekraanide täpsus on madal, kuid need on vandaalikindlad. Kasutusalad on sarnased projektsioon-mahukatele puuteekraanidele: pangaautomaadid, piletiautomaadid ja muud välitingimustesse paigaldatud seadmed.
    Induktsioon -puuteekraanid
    Induktsioon-puuteekraan on integreeritud ekraaniga graafikatahvel. Need ekraanid reageerivad ainult spetsiaalse pliiatsi peale. Kasutatakse, kui on vajalik seadme reageerimine vaid pliiatsiga (mitte käega) vajutuse peale: high-end klassi kunstitahvlid, mõned tahvel -PC mudelid.
    Aritmeetika-loogika seade (ALU).
    ALU on kombinatsiooniskeem, mis teeb teatud hulka aritmeerika ja loogikaoperatsioone. Need on baasoperatsioonid, mis tehakse protsessoris otse riistvaras. Näiteks liitmine, lahutamine aritmeetika poolelt ja EI, JA, VÕI loogika poolelt. Iga operatsiooni jaoks on ALUs oma loogaikaskeem. Operatsiooni valikuks kasutatakse multipleksorit.
    Vahemälu ( Cache ) organiseermine: otsevastavuse, assotsiatiivne ja kogumassotsiatiivne.
    Vahemälu organiseerimine kolmel viisil:
    Assotsiatiivne – vahemälu kontroller võib põhimälust võetud ploki paigutada vahemälu piires kuhu tahes
    Kogumassotsiatiivne – vahemälu on jaotatud kogumiteks, millest igaüks sisaldab mitut andmeplokki. Iga põhimälust vahemällu loetav plokk võib asuda suvalises kogumis, kuid kogumi piires on kindlal kohal.
    Otsevastavusega – iga konkreetne vahemäluplokk vastab kindlatele põhimäluplokkidele.
    Vahemälu ehk peidikmälu on protsessoris (või sellega vahetult ühenduses) olev mälu. See põhineb transistoritel ja on seetõttu väga kiire.
    Vahemälus säilitatakse informatsiooni, mida on protsessoris käskude täitmisel korduvalt vaja. Seega põhimälust loetud informatsiooni säilitatakse koos aadressiga vahemälus ja kui vastava mäluaadressi poole pöördudes leitakse vajalik informatsioon vahemälust, siis kasutatakse seda põhimälu poole pöördumata. See teeb protsessori töö kiiremaks, kuna põhimälust lugemine võtaks kauem aega. Vahemälu pole hinna tõttu väga mahukas. Kolme tüüpi on: protsessori sees, protsessori juures, emaplaadil .
    Assotsiatiivse vahemälu uuendamise strateegiad :
    LRU - Least Recently Used
    LFU – Least Frequently Used
    LIFO – last in last out (viimasena sisse, esimesena välja)
    FIFO – First In First Out (esimesena sisse, esimesena välja ehk kauem olnud andmed välja, nagu poejärjekord)
    Järjestikune uuendamine (Round- Robin )
    Random - juhuslik
    Andmete kirjutamine vahemälust põhimällu:
    Write-through, korraga muutused kirjutada vahemällu ja põhimälu
    Write-back, kirjutatakse põhimällu vahemälu bloki asendamisel,
    DMA või mõne teise siinihõive õigusega seadme pöördumisel antud aadressil või ka kui ei ole piisavalt kaua andmeid põhimällu kirjutatud (Pentium).
    Probleem – vahemälu initsialiseerimine pärast RESET-i. Kus on juba vajalik mälust loetud info ja kus juhuslik sisselülitamisel kujunenud kood?
    Lihtsaim lahendus – lisa bit ( dirty bit) initsialiseeritakse resetiga.
    Printerid , värviline trükk.
    Printerid liigitatakse löögita ja löögiga printeriteks.
    Löögiga printerite hulka liigitatakse näiteks õisprinter ja maatriksprinter.
    Maatriksprinter: printimispeas asub nõeltest maatriks, iga nõela taga on solenoid, millesse voolu laskmisel magnetväli tõukab nõela peast välja. Paberi ja nõela vahel on trükilint, mis jätab paberile täpi. Täppidest moodustub kujund.
    Õisprinter: ümmargune printpea, mille küljes ASCII märgid, pea pööratakse õigesse asendisse ning antakse impulss vastavale märgile, mis lööb läbi trükilindi jälje paberile.
    Pallprinter: sfääriline printpea, mis pööratakse ümber rotating telje ja tilting telje vastava märgiga kohani ja lüüakse siis läbi trükilindi paberile.
    Teine tüüp printereid on siis löögita printerid. Sinna kuulub näiteks termoprinter, mida kasutatakse pangaautomaatides. Selle printeri pluss on trükkimise kiirus, puudus aga see, et paber peab olema kvaliteetne ning aastate mõõdudes kipub prinditud tekst loetamatuks muutuma. Kasutatakse ka faksides.
    Tindiprits (juga printer ): tindianumast pumbatakse tint peenesse torusse, kust lennutatakse see tilkade kaupa välja. Lennutajaks on piesokristall, mis elektriimpulsile reageerib deformatsiooniga. Väljalennanud tindtilk juhtakse horisontaalsete ning vertikaalsete laetud plaatidega õige kohani paberil.
    Laserprinter: Laser muudab prinditava kujundi valgustäpikesteks, mille abil muudetakse laengut valgustundlikul trumlil. Trummel paigutatakse tahmaanuma lähedale. Anumast lendunud tahmaosakesed tõmmatakse trumli laetud piirkondadele. Tahmane trummel surutakse vastu paberilehte ning tahm kuumutatakse laseriga paberile kinni.
    Plotter: printer, milles ei liigu mitte paber vaid printimispea, milleks on enamasti mingi kirjapulk. Võimaldab suure täpsusega teha tehnilisi jooniseid.
    • .DOCX Laadi alla originaalfail 33 lk · .docx · 27 allalaadimist
    Vasakule Paremale
    Arvutid 2017 Kospekt #1 Arvutid 2017 Kospekt #2 Arvutid 2017 Kospekt #3 Arvutid 2017 Kospekt #4 Arvutid 2017 Kospekt #5 Arvutid 2017 Kospekt #6 Arvutid 2017 Kospekt #7 Arvutid 2017 Kospekt #8 Arvutid 2017 Kospekt #9 Arvutid 2017 Kospekt #10 Arvutid 2017 Kospekt #11 Arvutid 2017 Kospekt #12 Arvutid 2017 Kospekt #13 Arvutid 2017 Kospekt #14 Arvutid 2017 Kospekt #15 Arvutid 2017 Kospekt #16 Arvutid 2017 Kospekt #17 Arvutid 2017 Kospekt #18 Arvutid 2017 Kospekt #19 Arvutid 2017 Kospekt #20 Arvutid 2017 Kospekt #21 Arvutid 2017 Kospekt #22 Arvutid 2017 Kospekt #23 Arvutid 2017 Kospekt #24 Arvutid 2017 Kospekt #25 Arvutid 2017 Kospekt #26 Arvutid 2017 Kospekt #27 Arvutid 2017 Kospekt #28 Arvutid 2017 Kospekt #29 Arvutid 2017 Kospekt #30 Arvutid 2017 Kospekt #31 Arvutid 2017 Kospekt #32 Arvutid 2017 Kospekt #33
    Punktid 50 punkti Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 50 punkti.
    Leheküljed ~ 33 lehte Lehekülgede arv dokumendis
    Aeg2017-06-09 Kuupäev, millal dokument üles laeti
    Allalaadimisi 27 laadimist Kokku alla laetud
    Kommentaarid 0 arvamust Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid
    Autor Poom - Õppematerjali autor
    Kontrollitud
    PDF TXT
    Arvutid konspekt piletite põhjal. Põhjalik. 30st leheküljest on umbes 10 lk korduvat teksti.
    Arvutid trigerid

    Sarnased õppematerjalid

    Arvutid eksamipiletid joonistega
    142
    pdf

    Arvutid eksamipiletid joonistega

    Selle tulemusena eraldub UV-valgus, mis ergastab kambrikestes oleva fosfori elektronid. Kui need elektronid lähevad oma normaalsele energia tasemele, eraldub nähtav valgus. Ekraanipunktide eri värvi alampunktide vahel on vaheseinad, et naabrite vahel ei oleks üksteise mõjutamist. Kujundi kvaliteet on väga hea. Kujundi kuvamiseks kulub väga palju energiat. Pilet 3 1. Dekooder. 2. Käsuformaadid - 0, 1, 2, 3 ja 1,5 aadressiga arvutid. 3. RAID ja SSD kettad. Dekooder. Dekooder on ette nähtud kahendarvude dekodeerimiseks, see tähendab, et tehakse kindlaks, milline on sisendkood. Igale võimalikule sisendkoodi väärtusele (n järgulise koodi korral on neid 2) vastab dekoodril üks väljund ja järelikult on dekoodril väljundit. Kuivõrd iga sisendkoodi korral on aktiivne ainult üks valjund, on meil seal unitaarkood (1-out-of-2 kood). St, et igas koodis on ainult üks 1

    Arvutid
    Arvutid - konspekt eksamipiletitest
    74
    docx

    Arvutid - konspekt eksamipiletitest

    ..................................... 8 3. LCD, LED, OLED ja plasma kuvarid....................................................................................8 III............................................................................................................................................ 10 1. Dekooder......................................................................................................................... 10 2.Käsuformaadid - 0, 1, 2, 3 ja 1,5 aadressiga arvutid........................................................10 3. RAID ja SSD (pooljuht) kettad.......................................................................................... 11 IV............................................................................................................................................ 11 1. Summaator: järjestik, paralleel ja kiire ülekanne.............................................................12 2.Optilised mäluseadmed...................

    Arvutid
    Orgaanilise keemia areng XIX sajandil
    13
    docx

    Orgaanilise keemia areng XIX sajandil

    Registrid on hulk ühise juhtimisega trigereid. Minimaalselt tähendab ühist sünkroniseerimist. Peale kahendsõna säilitamise saab registris teha ka muid operatsioone, näiteks nihe. Loendur on register, millesse salvestatud arv sisendi mõjul suureneb v väheneb ühe võrra. Loenduri moodul määrab, mitmeni loendatakse või kui on reversiivne loendur, siis määrab, millest alustatakse. XII. Käsuformaadid ­ 0,1,2,3 ja 1,5 aadressiga arvutid /231-235/ Kõikides käskudes on käsukood, mis määrab tegevuse ja millega võib kaasneda info, kust leida operandid ja kuhu salvestada tulemus. Aadressid näitavad operandide ja resultaadi asukohta põhimälus(pikk aadress) või registrimälus(lühike aadress) Nullaadressiga ­ käsukoodi juures pole aadresse. Selline arvuti põhineb pinumälul: operandid võetakse pinumälult ja sinna salvestatakse ka tulemus.

    Orgaaniline keemia
    ARVUTITE EKSAM piletid
    25
    docx

    ARVUTITE EKSAM piletid

    Käsk, millega pöördutakse alamprogrammi poole (CALL-käsk), salvestab kõigepealt käsuloenduri sisu (näitab järgmisena täidetava käsu aadressi) automaatselt pinumällu, alamprogrammi lõpus olev naasmiskäsk (RET-käsk) loeb pinumälust sama aadressi ja salvestab käsuloendurisse tagasi. Programmi täitmine jätkub katkenud kohalt. Arvutite veakindlus, veakindlad koodid PILET 13. Käsuformaadid : 0, 1, 2, 3 ja 1,5 aadressiga arvutid. 0-aadressiga arvuti ­ käsukood 1-aadressiga arvuti ­ käsukood, pikk operandi/resultaadi aadress 1,5-aadressiga aarvuti ­ käsukood, 1.pikk operandi aadress, lühike operandi/2.resultaadi aadress 2-aadressiga arvuti ­ käsukood, 1.pikk operandi aadress, 2.pikk operandi või resultaadi aadress 3-aadressiga arvuti ­ käsukood, 1.pikk operandi aadress, 2.pikk operandi aadress, resultaadi aadress ühe aadressiga arvuti käsukood näitab: * milline käsk kuulub täitmisele

    Arvutid
    TTÜ Arvutid eksamiküsimused
    16
    docx

    TTÜ Arvutid eksamiküsimused

    LCD, LED, OLED ja plasma kuvarid. Passiivmaatriks ja aktiivmaatriks. LCD ­ kahe soontega klaasplaadi vahel on vedelkristallid, mis juhivad valgust. Vedelkristallid võtavad soontega sama suuna ning kuna sooned on risti, siis tekivad keerdunud ahelad. Kui lasta valgust läbi, siis oleks polarisatsioon 90 kraadi. Kui nüüd vedelkristalli mõlemale poole panna elektroodid ja juhtida sealt läbi pinge, siis oleks polarisatsioon endine. Luues 3-kihilise elemendi -> filter (0 pol) ­ valgusallikas ­ vedelkristall ­ filter (0 pol) ja juhtides sealt läbi pinge, siis ei laseks filter valgust läbi. Kui pinge maha keerata, siis oleks polarisatsioon jälle 90 kraadi. LCD kuvarid vajavad valgusallikat. Nt: ekraanitagune peegel (kelladel), ekraanitagune aktiivne valgusallikas, kombineeritud. LED ­ valgusallikaks valgusdiood, mis võimaldab teha õhemaid ekraane (nt läpakas). LEDil halvem kvaliteet, kui LCD, nt väga heleda valguse korral ekraani raske näha. Vähem jahutada, sest tarbim v?

    Arvutid
    Arvutid konspekt
    54
    docx

    Arvutid konspekt

    Puudub müra sest pole liikuvaid osi. Vastupidavus löökidele hinnanguliselt 8 korda parem. Energiatarve oluliselt väiksem. Vibratsiooni ei ole. Töökindlam, keskmine tõrkevaba aeg 3 korda pikem. Magnetväli ei mõjuta välkmälu. Soojust eraldub vähem. Väiksem kaal. Puudused: Kallim, gigabaidi hind on üle 10 korra suurem,. Maksimaalne mälumaht on väiksem, kantavates arvutites kuni 256GB aga kõvakettal kuni 1Tb. Käsustik:  Käsuformaadid - 0, 1, 2, 3 ja 1,5 aadressiga arvutid. Kõikides käskudes on alati käsukood, mis määrab tegevuse, mida tuleb teha. Lisaks võib sisalduda info operandide leidmise ning tulemuse salvestamise kohta. Operandi ja tulemuse asukoha leidmiseks on rida eri meetodeid mida nimetatakse adresseerimisviisideks. Käskude pikkus on oluline mälu kasutamise effektiivsuse jaoks. 3 aadressiga arvuti – Käsu juurde kuulub 3 pikka aadressi. käsukood + I operandi pikk aadress + II o. pikk aadress + tulemuse asokoha pikk aadress:

    Arvuti
    Arvutid I eksamipiletid 2013
    17
    pdf

    Arvutid I eksamipiletid 2013

    Need pesad täidetakse kas argooni-neooni seguga plasma kuvaris ja luminofoori kelme või pulbriga elektroluminesentskuvaris. Mõjutadaes pingega aineid maski aukudes hakkavad nad helendama. Probleemiks on tavalisest arvuti riistvaras kasutatavast pingest kõrgema pinge vajadus plasma kuvaris. Samuti on probleeme värvide saamisega. Seisev kujund võib põhjustada mõnede punktide läbi põlemist. Pilet 3 1. Dekooder. 2. Käsuformaadid - 0, 1, 2, 3 ja 1,5 aadressiga arvutid. 3. RAID ja SSD kettad. Dekooder. Dekooder on ettenähtud kahendarvude dekodeerimiseks, see tähendab, et tehakse kindlaks, milline on sisendkood. Igale võimalikule sisendkoodile (n järgulise koodi korral on neid 2) vastab üks väljund ja järelikult on dekooderil 2 väljundit. Kuivõrd iga sisendkoodi korral on aktiivne ainult üks valjund, on meil seal unitaarkood (1-out-of-2 kood).

    Arvutid i
    IAF0041 eksamipiletite vastused-mälud ja trigerid
    26
    docx

    IAF0041 eksamipiletite vastused: mälud ja trigerid

    mäluväli, mille pool pöörduti. Kasutatakse ka protsessori sisemuses, kus dekodeerivad käsuregistrist saabunud käsukoode ning edastavad neid juhtautomaadile. Kõige levinumalt koosnevad dekoodrid AND loogikaelementidest. Suure sisendite arvu korral kasutatakse dekodeerimiseks kaskaadlülitust, kus esimese astme dekooder aktiveerib ühe teise astme dekoodri ning see alles omakorda ühe väljundi. 2. KÄSUFORMAADID -0, 1, 2, 3 JA 1.5 AADRESSIGA ARVUTID Käsusüsteeme võrreldakse sageli selle järgi, kui mitu operandi on käskluses täpsustatud. Käsusüsteeme võib seega käsuformaadi põhjal jagada: 0-aadressiga ­ ei täpsustata operandi asukohta, kuna selle asukoht on kindlalt paigas. Need arvutid on üldjuhul realiseeritud pinul ­ NT käsk ADD ,,tõmbaks" pinu tipust 2 esimest operandi, liidaks kokku ja ,,lükkaks" tulemuse pinu otsa tagasi. Puhtalt 0-aadressi masinad pole väga laias kasutuses.

    Arvutid


    Rohkem sarnaseid



    Meedia

    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