IAF0041 Arvutid I - eksamikonspekt (1)

Arvutid I eksamiküsmused ja vastused
Eksamikonspekt 2011
IABB22
1. Loendurid [4]
2. Pinumälu (stack) realiseerimine ja kasutamine protsessoris[4]
3. Trigerid[3]
4. Dekooder [3]
5. Käsuformaadid - 0, 1, 2, 3 ja 1,5 aadressiga arvutid[3]
6. Summaator : järjestik, paralleel ja kiire ülekanne[3]
7. Andmevahetusprotokollid: sünkroonne, asünkroonne jne[3]
8. Registrid [2]
9.Mikroskeemide valmistamise tehnoloogiad [2]
10. Konveier protsessoris ja mälus[2]
11. Suvapöördusmälud[2]
12. Adresseerimise viisid[2]
13. Kuvarid [2]
14. Andmeedastuse juhtimine(bus arbitation): süsteemid katkestustega ja ilma, prioriteedid [2]
15. Multipleksor , demultipleksor[2]
16. Spetsiaalse riistvara realiseerimine[2]
17. Alamprogrammide poole pöördumine[2]
18. Vahemälu ( Cache )  organiseerimine : otsevastavusega , assotsiatiivne ja kogumassotsiatiivne[2]
19. Pooljuhtmälud[2]
20. Mälude klassifikatsioon [2]
21. Käsu täitmine protsessoris[1]
22. RISC ja CISC protsessorid , mikroprogramm[1]
23. Kombinatsioonskeemid ja järjestiskeemid[1]
24. Analoog ja digitaal info. Analoog liides (DAC,ADC) [1]
25. Aritmeetika- loogika seade (ALU)[1]
26.  Võrdlusskeem[1]
27. Analoog ja digitaal info. Helikaart [1]
28. Siirete ( hargnemiste ) ennustamine  ( Branch Prediction )[1]
29. Katkestused arvutis (Intrrupt) [1]
30. Protsessori üldstruktuur[1]
31. Optilised mäluseadmed[1]
32. Magnetmäluseadmed[1]
33. Klaviatuur [1]
34. Mälu hierarhia arvutis[1]
35. Mälu organiseerimine: koostamine mitmest moodulist ja vaheldamine (Interleaving)[1]
36. Printerid [1]
37. Juhtautomaat : osa käsu täitmisel ja realiseerimine[1]
38. Koodimuundur [1]
39. Erineva pöördus viisiga mälud : FILO , FIFO , assotsiatiivmälu, kahe pordiga mälu[1]
40. Puudutustundlik ekraan [1]

1. Loendurid[4]

*Loenduriteks nimetatakse impulsside loendamiseks ette nähtud loogikaskeemi . Loendureid kasutatakse nii automaatikaseadmetes kui ka arvutustehnikas. Sisenditesse püütakse impulsid, väljundiks 0,1 kombinatsioonid. Erinevate väljundkombinatsioonide arvu nim. mooduliks .
*E sisend - „ enable “ sisend, mis lubab loendamise.
*Sõltuvalt signaali ülekandeviisist jaotatakse loendureid veel:
*Sünkroonne loendur – trigerite ümberlülitumine toimub samaaegselt , ümberlülitumisaeg on kogu aeg ühesugune. Kõik loenduris sisalduvad trigerid on reguleeritud kellatakti järgi. Kasutatakse alati seal, kus on vajalik täpne süstematiseeritus.
*Asünkroonne – trigerite ümberlülitusaeg pole siin samasugune .
Sellie loenduri puuduseks on signaalide ülekandmisel tekkiv hilinemine, mis suureneb koos loenduri astmete arvuga. Hilistumine võib ületada takti kestvuse ja see on tõsiseks probleemiks. Kasut. indikatsiooniseadmetes ja sagedusjagajates.
Mõnigaid näiteid erinevatest loenduritest:
*Kahendloendur – loendab järjestikulisi kahendkoode.
*Kümnendloendur – loendab koode 0-9 ja moodul on 10. See tähendab , et loenduril on 10 erinevat kombinatsiooni, millega ta sissetulevale impulsijadale vastab. Moodustatakse dekaadidest.
*Gray koodi loendurid – gray koodid on sellised kahendvektorid, kus iga järgnev kahendvektor on eelmise kahendvektori lähisvektor. Kasulikkus seisnebki selles, et alati muutub vaid üks kahendjärk ning tänu sellele ei teki ealeski vahepealseid parasiitolekuid.
*Reversiivne loendur - Loendur, mis võimaldab loendada nii pos. kui ka neg. suunas. Loendussuuna muutmine sõltub sellest, kas ülekandeks kasutatakse trigeri otsest või inverteeritud signaali.
*Ringloendur - Loendur, mis on moodustatud nihkeregistrist, kui selle väljund ühendada sisendiga.
*Reaalses elus on võimalik projekteerida mistahes vajamineva mooduliga loendur, luues iga loenduris sisalduva trigeri kõikide sisendite jaoks tarvilik loogikfunktsioon.

2. Pinumälu (stack) realiseerimine ja kasutamine protsessoris[4]

Pinumälu – pinumälu baseerub loogikal LIFO e. “last in, first out”. See on mälu poole pöördumise viis, kus mälusse viimasena kantud andmed peab sealt ka esimesena välja lugema (alles siis on ligipääs järgmisele elemendile).
*Andmeid „tõmmatakse“ pinumälust tüüpiliselt nö. „PULL“ käsu abil, uusi andmeid „lükatakse“ aga pinu otsa „ PUSH “ käsuga. Andmete lugemiseks või kirjutamiseks läheb vaja vaid ühte kahendkujul esinevat viita , mis osutab „pinu tippule“– seda viita nim. pinuviidaks(stack pointer, SP).
*Alan Clementsi raamatus oli pinu rakendatud näiteks suvapöördusmälus(Tavaliselt ongi pinumälu realiseeritud mingis sobivas suvapöördusmälu piirkonnas), postinkrementse- ning predekrementse adresseerimise baasil: enne igat „PUSH“ käsku pinuviita dekrementeeritakse ning peale igat „PULL“ käsku seda inkrementeeritakse. Selliselt saame olla kindlad, et pinuviit viitab alati pinu kõrgeimale elemendile. Näiteks: MOVE (SP) +, D3 „tõmbab“ pinu tipust ühe elemendi, inkrementeerib pinuviida viitama järgmisele „kõrgeimale“ elemendile, ning tõstab väärtuse andmeregistrisse D3.
*Tüüpiline pinul realiseeritud operatsioon protsessoris - „tõmba“ pinu tipust „sõna 1“ ning „sõna 2“, saada nad ALUsse, korruta nad omavahel, „lükka“ tulemus pinu otsa tagasi.
(Piltlikult võib pinumälu ette kujutada, kui suurt paberihunnikut, kuhu aega-ajalt lisatakse uusi lehti ning vajadusel neid hunniku tipust jällegi eemaldatakse. Kui vajame paberihunniku tipust lähtudes 3.ndat paberit, peame esmalt eemaldama temal lasuvad 2 paberit, et vajamineva leheni pääseda).

3. Trigerid[3]

* Triger - on 1-bitise mäluga makro- loogikaelement . Trigeri olek vastab tema väljundsignaalile. Sõltuvalt sisendsignaalist säilitab triger endise oleku või muudab seda vastupidiseks.
*Trigeril on ehituslikult tavaliselt 2 väljundit: otsene Q ja invertne. Tööpõhimõtte järgi jaotatakse trigerid:
a).seadesisenditega ehk SR- trigeriteks
b).loendussisenditega e. T-trigeriteks
c).andmesisenditega ehk D-trigeriteks
d).universaalsisenditega e. JK-trigeriteks.
*Eksisteerivad nii ühe- kui ka kahetaktilised (Master- slave ) trigerid.
* Triger on suuremate mäluga loogikaskeemide (registrid, loendurid jms. põhilisteks ehituskivideks.
*Informatsiooni salvestusviisi järgi jagunevad trigerid 2-ks:
1) asünkroonsed(latch) - salvestatakse informatsiooni vahetult sisenditesse antud signaalide põhjal.
2) sünkroonsed( flip -flop) – oleku reguleerimine sisendite baasil toimub vaid taktimpulsi mõjul.
*Näide trigeri realisatsioonist:
RS ( reset -set) ,
R
S
Qt
0
0
Qt-1
ei muutu
0
1
1
Set
1
0
0
reset
1
1
keelatud
NB! Keelatud on anda mõlemasse sisendisse signaal 1.
*a-sünkroonne * sünkroonne
4. Dekooder[3]
*Dekooder on loogikaskeem , mis muundab etteantud sisendkoode neile vastavateks väljundkoodideks. Sisuliselt võtab dekooder sisse kahendsõnumi, desifreerib selle, ning annab konkreetsele sõnumile vastavasse väljundisse (kõrge) signaali.
* Tüüpilisel dekooderil on n sisendit ning maksimaalselt 2n väljundit – võimalik on jätta mõni 2n väljundist kasutamata.
* Dekooderi abil saab kahendkoodi muundada koodiks, millega aktiveerida mälupesa, juhtida segementindikaatorit jne.
*Sageli kasutataksegi dekoodereid veel suvapöördusmäludes, tõlkimaks siinilt saadud aadress lahti kujule , mille järgi leida mäluväli, mille poole pöörduti. Dekoodereid kasutatakse veel ka protsessori sisemuses, kus nad dekodeerivad käsuregistrist saabunud käsukoode ning edastavad neid juhtautomaadile.
*Kõige levinumalt koosnevad dekooderid AND loogikaelementidest.
*Suure sisendite arvu korral kasutatakse dekodeerimsieks kaskaadlülitust, kus esimese astme dekooder aktiveerib ühe teise astme dekooderi ning see alles omakorda ühe väljundi.
5. Käsuformaadid - 0, 1, 2, 3 ja 1,5 aadressiga arvutid[3]
* Protsessorite käsusüsteeme võrreldakse sageli selle järgi, kui mitu operandi on käskluses täpsustatud. Käsusüsteeme võib seega käsuformaadi põhjal jagada:
a).0-aadressiga arvuti: 0-aadressiga arvutis ei täpsustata operandi asukohta, kuna selle asukoht on kindlalt paigas. 0-aadressiga arvutid on üldjuhul realiseeritud pinul – näiteks käsk ADD “ tõmbaks“ pinu tipust 2 esimest operandi, liidaks nad kokku ning „lükkaks“ tulemuse tagasi pinu otsa. Puhtalt 0-aadressi masinad pole väga laias kasutuses.
b).1-aadressiga arvuti: 1-aadressiga arvuti täpsustab käsus vaid ühe operandi.
*Käsk koosneb: käsukood + 1 op. aadress.
Käsu teine operand on tavaliselt eeldefineeritud asukohaga akumulaator , mida ei pea eradi ära näitama. 1-aadressiga arvuteid kasutatakse siiani laialdaselt vähem-hinnalistes kontrollerites ja süsteemides nagu näiteks mänguasjad jms.
* Näiteid: LDA P, ADD Q.

c). 1,5-aadressiga arvuti: 1,5 aadressiga arvutis täspsutatakse 1 „pikk“ operand, 1 „lühike“ operand.
*Käsk koosneb: käsukood + 1 op. pikk aadress + resultaadi lühike aadress.
(Lühike aadress saab viidata vaid protsessori mäluregistrile).
d). 2-aadressiga arvuti: 2-aadressiga arvuti defineerib käsus 2 erinevat operandi.
*Käsk koosneb: käsukood + 1 op. pikk aadress + 2. op. pikk aadress.
2-aadressiga arvutis täidetakse etteantud operandidega käsk ning salvestatakse tulemus esimese operandi aadressile . Moodsates protsessorites enimlevinud käsuformaat.
*Näiteid:ADD D0, D1; SUB P,D2.
e).3-aadressiga arvuti: 3-aadressiga arvuti defineerib käsus 3 operandi.
Käsk koosneb: käsukood + 1. op. pikk aadress + 2. op. pikk aadress + resultaadi pikk aadress.
On küll selles mõttes efektiivsem, et andmeid ei tule tehte sooritamisel üle kirjutada, ent siiski ei ole väga laias kasutuses.
*Näiteid: ADD D0,D1, D2.
6. Summaatorid- järjestik, paralleel- ja kiire ülekanne[3]
*Summaator on kombinatsioonskem, mis liidab arvkoode. Iga järk summeeritakse eraldi, lisaks sisendite väärtustele arvestatakse ka noorematest järkudest tulevaid ülekandeid.
*Elektroonikas eristatakse täissummaatorit ning poolsummaatorit:
a).Täissummaator arvestab ka ülekandega vanemasse järku.
b). Poolsummaator ülekandega vanemasse järku ei arvesta.
* Lahutaja (subtractor): Lahutamine realiseeritakse täiendkoodi liitmine abil. (Täiendkood on pöördkood, selle viimasesse järku liidetakse 1).
Liitja-lahutaja –lisasisendiga on võimalik määrata teostatavat operatsiooni, vastavalt otsusele valitakse liidetava/lahutatava operandi kood või täiendkood.
*Järjestikülekande puhul on jadamisi ühendatud mitu 1-bitist täissumaatorit, selline lahendus on aeglane kuna iga järk peab ootama eelmise järgu ülekannet.
*Paralleelülekande puhul on võimalik vältida pikka viiteaega, ei pea ootama kuni ülekanne levib mööda järke ning tänu sellele saab realiseerida võimsamaid summaatoreid – võtab aga realiseerimiseks äärmiselt palju kristallipinda.
*Kiire ülekanne( Look ahead carry generator)
*Summaatori tehted :
A ® B ® C = summa
A&B+A&C+B&C = ülekanne
7. Andmevahetusprotokollid: sünkroonne ja asünkroonne[3]
*Sünkroonne siin- Sünkroonnse siini puhul reguleerib kell, millal andmeid loetakse. Heaks küljeks on see, et andmete vahetuseks on üks kindel, kellast sõltuv standard. Miinuseks on see, et kõik siiniga ühendatud seaded peab töötama samal taktsagedusel - aeglus .
*Asünkroonne siin- Ei ole otseselt kellaga reguleeritud, plussiks on see, et siiniga ühendatud seaded ei pea töötama täpselt sama tatsageduse juures. Asünkroonnse siini puhul on aga kriitiliselt tähtis nö. kätlemise(handshaking) kasutamine.
*Tagasisideta siin- (a)Andmed saavad edastamiseks valmis. (b) Saadetakse välja DataValid signaal. (c)Seade/funktsionaalne üksus võtab andmed siinilt vastu. (d)DataValid signaal läheb madalaks. (e)Andmed kaovad siinilt.
* Tagasisidega siin-(a)Andmed saavad edastamiseks valmis. (b)Saadetakse välja DataValid signaal. (c)Sisend/väljundseade saadab protsessorile vastu DataAccepted signaali ning kopeerib siinilt andmed. (d)DataValid ning DataAccepted signaal lähevad madalaks ning andmed kaovad siinilt. Sellist nähtust nimetatakse ka handshaking’uks.
*Täieliku tagasisidega siin- (a)Andmed saavad edastamiseks valmis. (b)Saadetakse välja DataValid signaal. (c)Sisend/väljundseade saadab protsessorile vastu DataAccepeted signaali ning kopeerib siinilt admed. (d)DataValid signaal läheb madalaks. (e)DataAccepted signaal läheb madalaks johtuvalt DataValidi madalaks minekust. (Täieliku tagasisidega siin töötab kindla järjekorra alusel)
*Grupi andmeedastus (Burst mode)- Antakse count e. tsüklite arv, mis tuleks läbi viia ning esimene aadress. Ülejäänud andmeid hakatakse võtma esimesele järgnevatelt aadressidelt.
*Andmeedastus konveierina- uus mäluaadress pannakse aadressisiinile enne, kui eelmise andmed on kohal.
8. Registrid[2]
*Registriteks nim. trigeritest koosnevat seadet , mis võimaldab salvestada , säilitada ning taasesitada infot ühe sõna kaupa. Lisaks nihutatakse registri abil infosõna bitte vasakule või paremale.
*Enim on levinud 8-, 16-, 24-, ja 32- bitised registrid, mis vastavad sõnapikkusele 1, 2, 3 ja 4 baiti .
*Registrit juhitakse signaalidega: vastuvõtt (write) ja 0-seade (reset). Signaalidega write kirjutatakse sisendite A­­­­­­­­­­­­­º…A­­n
informatsioon registrisse, signaaliga reset aga kustutatakse sealt.
*Nihkreregistrid on registrid, kus info sistamine ja väljastamine toimub järjestikku. Nihkeregistrites ühendatakse trigeri otsene ja invertne väljund järgmise trigeri vastavatesse sisenditesse. Seega toimub iga kella taktkiga infosõna nihutamine ühe biti võrra.
*Sõltuvalt nihkeregistri realisatsioonist on võimalik infosõnaga sooritada
a).aritmeetilist nihet,
b).loogilist nihet ning
c).ringnihet.
*Reverssiivne nihkeregister võimaldab kahesuunalist nihet.
*Registrid on arvuti ehituses äärmiselt tähtsad, kuna protsessoris toimub kogu vahetu info töötlemine just andmeregistrite abil (andmeid tõstetakse töölemiseks mälust andmeregistritesse ning sealt jälle tagasi mällu). Samuti on arvuti suvapöördusmälu jämetates joontes lihtsalt üks väga suur registrite massiiv .
9. Mikroskeemide valmsitamise tehnoloogiad[2]
*Bipolaarsed tehnoloogiad – vanemad tehnoloogiad, mida niivõrd palju enam ei kasutata.
Kasutab küll vähe pinda, ent bipolaarsete tehnoloogiatega kaasnevad nivoode korrektsiooni-probleemid. Näiteid:
DTL-( Diood transistor loogika)- Sisendid tulevad sisse dioodloogikast koosnevasse skeemi, edasi lähevad väljundid nivoosid taastavasse elementi.
TTL- (Transistor-transistor loogika)- Revolutsioonile tehnoloogia , sellest alates hakati massiliselt kasutama mikroskeeme.
STTL- (Shotky transistor-transistor loogika) – muutis elemendid kiiremaks, kuna lisatud oli Shotky diood, ei lasknud enam liigset voolu juhti.
Veel eksisteerib näiteks ECL,IIL;
* Pooljuhtide tehnoloogia( Metal Oxide Semiconductor ) – valitsev tehnoloogia, mida kasutatakse moodsas arvutitehnikas.
Näited:
*nMOS – loogikaelemente realiseeritakse n-channel MOSFET ’e kasutades, järgnes kronoloogiliselt pMOSi trendile ning eelnes CMOSi trendidele.
*pMOS – loogikaelemente realiseeritaske p-channel MOSFET’e kasutades. pMOS’i loogikas on skeeme lihtne kujundada ning toota, ent nad on ebaefektiivsed ning aeglased.
* CMOS – nimi tuleneb sellest, et kasutatakse sümmeetrilisi p- ja n- tüüpi MOSFET’e loogikaelementide realiseerimiseks. CMOS tehnoloogiad on valitsevad tehnoloogiad, kuna nende elektritarve on üldjuhul väiksem(ainult lülituse hetkel) ning nende pakkimistihedus on äärmiselt suur. Suure taktsageduse juures vajavad korralikku jahutussüsteemi.
10. Konveier protsessoris ja mälus[2]
Käsu täitmise protsessoris võib jagada teatud sõltumatuteks etappideks. Näiteks on siin käsk jagatud neljaks etapiks:
1) IF Instruction Fetch + Instruction Decode(Käsu laadimine ja dekodeerimine)
2) OF Operand Fetch (Operandi laadimine)
3) OE Operand Execute ( Operatsioni täitmine ALU-s)
4) OS Operand Store ( Resutaadi salvestamine)
Programmi täitmine ilma konveierita:
* Selgub , et iga etapi täitmisel on rakendatud vaid 25% täielikust potentsiaaist. Käskude täitmise efektiivsust aitab siinkohal oluliselt tõsta RISCi ideoloogia poolt arvutitehnikasse toodud konveierprotsess.
*Eelnevale näitele vastandudes oletame nüüd, et kõik neli käsutäitmise etappi oleksid sõltumatud ning umbes sama kestvusega. Sellisel juhul saaksime esimese käsu esimese etapi täitumisel hakata täitma teise käsu esimest etappi jne. Selliselt jätkates on meil sisuliselt võimalik täita 4 käsku 1 käsu täitmise ajaga ning protsessori efektiivsust tõsta 4-kordseks. * Ehkki ei tõuse ühe käsu täitmise absoluutne kiirus, tõuseb käskude täitmise kiirus ajaühiku kohta kordades. Analoogina võime vaadelda konveieri tööd tootmises.
*Konveierprotsessi rakendamise suurimaks miinuseks on komplikatsioonid, mis kaasnevad siirdekäskudega (Branch bubbles ) ning andmesõltuvusega (data dependancy).
Konveieriga programmi täitmine ( Pipeline ):
11. Suvapöördusmälud[2]
*Suvapöördusmälu( Random access memory )- iga sõna poole pöördumine nõuab ühepalju aega sõltumatta tema asukohast mälus.
*Suvapöördusmälud e. muutmälud on toitepingest sõltuvad ning jagunevad kahte liiki: staatilisteks ja dünaamilisteks.
*Staatilises muutmälus kasutatakse iga infobiti salvestamiseks ühte trigerit, mis säilitab infot seni, kuni säilib toitepinge . Kuna staatilises mälus säilib salvestatud informatsioon ka pärast mälust lugemist, püsides seal toitepinge olemasolu korral kui tahes kaua, siis nimetatakse niisugust mälu staatiliseks.
*Mälu juhtimimiseks kasutatavad reziimid:
R/W = 1, (read/write) määrab ära lugemisrežiimi;
R/W = 0, määrab ära kirjutusrežiimi;
CS = 1, (chip select ) lubab mälukiibist bitte lugeda või sellesse kirjutada;
CS = 0, mäluelement on süsteemi tööst välja lülitatud ning ei reageeri signaalile R/W;
*Dünaamilises muutmälus säilib info MOSFET-transistoride lekkevoolu tõttu väga lühikest aega. Seepärast tuleb info säilitamiseks laengut perioodiliselt näiteks iga 2 ms järel uuendada (regenereerida). Dünaamiline muutmälu on staatilise mäluga võrreldes lihtsama ehitusega (ühe biti salvestamiseks läheb vaja umbes kaks korda vähem elemente), ta on aeglasem , ent tarvitab tööks vähem energiat.
12. Adresseerimise viisid[2]
1. Vahetu adresseerimine – operand ise sisaldabki operandi otsest väärtust(nt. hex-number), ei viidata mälu- ega registrioasukohale. nt: ADD #12, D0. (st. programmi on konstant sisse kirjutatud).
2. Otsene adresseerimine – operandid viitavad mälu või registri asukohtadele, kus admed asuvad. nt: ADD D1 ,D0.
3. Kaudne adresseerimine – käsukoodis on operandiks aadressi aadress: esmalt loetakse operandi poolt määratud aadressilt sisse andmete aadress ning alles seejärel saadakse reaalne ligipääs andmetele enesele. nt: MOVE (A0), D0.
4. Autoinkrementne adresseerimine – Pärast aadressiregistri kasutamist inkremeteeritakse tema väärtus automaatselt edasi/ suuremaks ühe mäluauskoha võrra.(postincrementing).
nt: ADD.B (A0)+,D0.
5.Autodekrementne adresseerimine –Enne aadressiregistri kasutamist dekrementeeritakse tema väärtus automaatselt tagasi/väikesemaks ühe mäluauskoha võrra.(predecrementing).
nt: ADD.B -(A0),D0.
6. Segmenteerimine – käsus sisalduv operand sisaldab väärtust, mis määrab ära konkreetse segmendi, kus andmed asuvad ning defineerib ka nö. offseti ehk selle, kui mitmenda segmenti elemendi poole pöörduti.
7. Suhteline adresseerimine– võimaldab kirjutada positsioonivaba süntaksit, st.rakendamata vahetut adresseerimist. Adresseerimisel liidetakse nihkeks käsuloendurile mingi väärtus.
nt: Value1(PC),A0.
*Veel eksisteerivad: indekseerimisega adresseerimine, baseerimisega adresseerimine, adresseerimine baseerimisega ning indekseerimisega.
13. Kuvarid[2]
*CRT (Cathode Ray Tube) kuvar- Kuvari tüüp, mille puhul pilt tekitatakse elektronkiiretoru ekraanile sarnaselt televiisoriga. Elektronkiiretoru kujutab endast suurt klaasist vaakumlampi, mille ekraani osa siseküljele on kantud kolme värvi luminofoorist (punane, roheline ja sinine) koosnevad punktid. CRT tööpõhimõte:
a).Esmalt kuumutatakse CRT tagaotsas asuvat küttekeha- see tõstab katoodi temperatuuri. Katood ise on kaetud ainega, mis kõrgetel temperatuuridel emiteerib elektrone.
b). Elektronkiiretoru eesotsas tekitatud kõrgepinge toimel hakkavad elektronid liikuma ekraani suunas. Fokusseerivad plaadid koondavad elektronide voo ühtlaseks kiireks .
d). Fokuseeritud elektronide kiirt juhitakse kallutusmähise abil vajaliku punktini ekraanil .
d).Ekraan on kaetud luminofooriga, mis hakkab helendama elektronkiire toimel. Mida intensiivsem elektronide voog, seda heledam luminofoor.
*Vedelkristall (Liquid Crystal Display) kuvar- LCD kuvarid on üldiselt kahel põhimõttel: nemaatilised ning twisted effektil põhinevad. LCD kuvari tööpõhimõte:
a). Kuvari vedelkristalli paneeli taga on valgusallikas . Enne paneeli asetseb esimene filter, mis laseb läbi valgust 0 kraadise polarisatsiooniga. Paneeli taga on aga teine filter, mis laseb läbi ainult 90 kraadise polarisatsiooniga vagust.
b). Kui vedelkristalli ei mõjutata polariseeriva pingega, ei läbi valgus teist filtrit . Mõjutades vedelkristalli polariseeriva pingega, muutub aga ka valguse polaarsus peale kristalli läbimist ja ta läbib ka teise filtri.
LCD kuvarid on viimastel aastatel hakanud laialdaselt välja vahetama CRT kuvareid. Nende nõrkadeks külgedeks on aeglus, ebaselge kujund ning vajalik täpne vaatenurk, ent plussideks on nende vähene energiatarve .
Orgaanilised kuvarid- võimalik tulevikutehnoloogia.
Plussid: väike voolutarve, painduvad paberipaksused ahelad - valmistatakse kilele mitte klaasile.
Miinused: aeglased, tundlikud kõrgetele temperatuuridele, ei kannata kõrget pinget.
14. Andmeedastuse juhtimine(bus arbitration ): süsteemid katkestusega ja ilma, prioriteedid[2]
*Andmeedastuse juhtimine(bus arbitation)- Andmeedastuse juhtimise eesmärgiks on maksimaalselt efektiivne arvuti andmesiinide kasutamine ning nende otstarbekas jagamine kõigi arvuti funktsionaalsete komponentide vahel. Andmeedastuse juhtimise realiseerimiseks on mitmeid erinevaid teooriaid ning meetodeid :
*Passiivne andmevahetus - Passiivse andmevahetuse puhul ei toimu I/O seadmete ning protsessori vahel mingit erilist suhtlust (I/O seadmed ei nõua ise tähelepanu) ning prioriteetide probleem on lahendatud korrapäraselt multiplexori abil.
*Katkestusega süsteemid- Katkestusega süsteemi puhul on kõik arvuti riistvaralised komponendid on ühendatud protsessoriga läbi spetsiaalse siini IRQ(Interrupt Request), tänu millele neil on vajadusel võimalik nõuda protsessori tähelepanu. Katkestuse toimumisel: (a)Lõpetab protsessor parasjagu poolelioleva operatsiooni.(ALATI lõpetatakse pooleliolev operatsioon ning alles siis tegeletakse katkestusega).(b)Käsuloenduri(PC) ning lipude registri väärtused lükatakse pinu otsa. (c)CPU lahendab katkestuse tekkepõhjuse, kasutades rakendust nimega interrupt handler’it. (d)Pinu otsa salvestatud väärtused taastatakse ning protsessori töö jätkub.
*Prioriteetide lahendamine ning reguleerimine katkestusega süsteemis:
*Daisy chain – prioriteedid siinile pääsemiseks on paika pandud riistvaraliselt (jäigalt) füüsilise asetusega. Seega saab protsessori tähelepanu tavaliselt esimesena see seade, mis asub andmevahetust juhtivale skeemile kõige lähemal.
*Kontrolleriga määratavad probleemid - kõik (I/O seadmed/muud funktsionaalsed komponendid) on iseseisvalt ühendatud ühe tsentraalse katkestusi töötleva kontrolleriga. Kontroller on omakorda ühendatud protsessoriga ning vastavalt tema otsustele saavad I/O seadmed protsessori tähelepanu.
* Kolmandaks võimaluseks on programmselt määratud prioriteedid.
15. Multipleksor, Demultipleksor[2]
*Multipleksor(MUX)- multipleksor on digitaalskeemides kasutatav kommutatsioonielement. Multipleksoril on harilikult 2n andmesisendit, n kontrollsisendit ning üksainus väljund. Vastavalt juhtsignaalile kommuteeritakse multipleksori väljundisse signaal ühest infosisendist. Järelikult saab kahe juhtsisendiga ehk kahebitise koodiga kommuteerida 4 sisendit, kolme juhtsisendiga 8 sisendit jne. Piisava arvu sisenditega multipleksori abil saab realiseerida suvalisi loogikafunktsioone.
*Demultipleksor( DeMUX ) on kommutaator, millel on üks infosisend ja mitu väljundit. Juhtsisendite arv sõltub väljundite arvust ja vastupidi. Vastavalt juhtsignaalile kommuteeritakse infosisendi signaal ühte väljundisse. Väljundite arv on 2n, kus n on juhtsisendite arv. Järelikult saab kahe juhtsisendiga ehk kahebitise koodiga kommuteerida 4 sisendit, kolme juhtsisendiga 8 sisendit jne.
16. Spetsiaalse riistvara realiseerimine[2]
*Spetisaalse riistvara realiseerimiseks on tohutu hulk erinvaid võimalusi:
a). Programne realisatsioon (universaalarvuti baasil) – Universaalarvuti baasil spetsiaalse riistvara reaiseerimiseks ühendame me oma personaalarvuti paralleelpord külge juhitava seadme ning kirjutame programmi juhtalgoritmi täitmiseks. (Programne on realisatsioon selles mõttes, et juhtalgoritm on realiseeritud arvuti mälus säilitatava programmina, mida protsessoris käskhaaval täidetakse). (+: Lihtne teha muudatusi, saab kasutada harjumuspärast tarvara; -: aeglane, füüsilised mõõtmed ei ole vastuvõetavad).
b). Programne realisatsioon(mikrokontrolleri baasil) – Mikrokontroller kujutab endast ühel kristallil realiseeritud arvutit. Seal on olemas CPU, taimer , liidesed , ALU, RAM jne. Mälu maht on aga piiratud ning ka muud parameetrid jäävad PC-le alla. Samas on ta võimeline täitma lihtsamaid programme . (+: lihtne teha muudatusi, kasutada tuleb spets. tarkvara ; -: aeglane(võrreldes riistvaralise realisatsiooniga), suhteliselt odav ja seetõttu ka kehvemate tehniliste näitajatega , liiga suur (nt. mobiili sisse panemiseks)).
c).Riistvaraline realisatsioon (oma mikroskeem)- Alati võib algoritmi realiseerida riistvarana nagu jäiga loogikaga juhtautomaat protsessoris (st. realiseerida algoritm loogikaskeemina). Loogikaskeemi võib realiseerida trükkplaadina komponentidest või kristalli pinnal ühe mikroskeemina( Application Specific Integrated Circuit ). Seega jaotub riistvaraline realisatsioon omakorda: Full Custom Design ning Semicustom Design.(+: Väiksem komponentide arv, turvalisus; -: Tülikas muudatuste tegemine, pikk juurutamise aeg, väikese projekti korral kõrged kulud).
d). Programmeeritav loogika- riistvara tooriku konfigureerimine vastavalt tema rakendusele. Konfigureerimiseks kasutatakse põhiliselt kolme tehnoloogiat:
1). Staatiline suvapöördusmälu( SRAM ) - SRAM tehnoloogias moodustatakse toorikul SRAM trigeritest suur nihkeregister.
2). Anti-Fuse ja Fuse tehnoloogiad – võimalik on luua programme, põletades maatriksi sõlmedesse fuse ühendusi.
3). EPROM ,EEPROM ja Flash tehnoloogiad- nendesse püsimälu tüüpidesse on samuti võimalik programme realiseerida ning neid on võimalik ka eemaldada(UV-kiirgusega).
17. Alamprogrammide poole pöördumine[2]
*Alamprogramm(subroutine)- on programmeerimiskeeles (antud juhul Assembly ’is) lähtekoodi korduvkasutatav osa, mis täidab mingit kindlat funktsiooni.
*Uue alamprogrammi väljakutse tähendab seda, et peaprogrammi täitmine jääb teatud kohas poolikukst ning peale alamprogrammi töö lõpetamist peaprogramm jätkub samast kohast.
*Alamprogrammide poole pöördumist on ideaalne rakendada pinumälu abil, vastava protsessi kirjeldus näeks lühidalt välja järgmine:
(a)Esmalt inkrementeerub käsuloendur (PC = PC+1) ehk nt. (0004 => 0005) ning mälust kantakse käsuloendurisse(IR) järgmine käsk (oletame, et see on CALL käsk, mis viitab mälu asukohal 00FF olevale alamprogrammile). Käsuloendur inkrementeerub veelkord (PC = PC+1) e. (0005 => 0006).
(b)Mälu mingis muus piirkonnas asuva pinu pinuviita (SP) dekrementeeritakse: SP = SP -1, et pinu tippu oleks võimalik lisada uus andmeelement. Viimane käsuloenduri väärtus enne alamprogrammi poole pöördumist (0006) „lükatakse“ pinu tippu.
(c)Juhtimine läheb üle alamprogrammile aadressil 00FF. Alamprogrammi käsud täidetakse tagasipöördumise käsuni (RET).
(d)Pinumälu tipust „tõmmatakse“ sinna salvestatud käsuloenduri aadress (0006) ning see salvestatakse tagasi käsuloendurisse.
(e)Pinuviit inkrementeerub (SP = SP +1) järgmise „tipuelemendini“ ning peaprogrammi täitmine jätkub.
*Samal põhimõttel käituvad ka mitmedimensionaalsed alamprogrammid: käsuloenduri väärtused paiknevad üksteise otsas pinumälus ning niipea, kui kõige madalam alamprogramm lõpetab oma töö, pöördutakse tagasi üks aste kõrgemale - kõrgema astme „jätkamise“ aadress saadaksegi pinu tipust.
18. Vahemälu (Cache) organiseerimine: otsevastavusega, assotsiatiivne ja kogumassotsiatiivne[2]
*Vahemälu töö üldine kirjeldus: Cache’i kontroller analüüsib protsessorist põhimälu poole minevaid aadresse ning juhul kui protsessori poolt nõutav mälusõna leitakse ka cache’ist , toimub sündmus „hit“, mispeale peidikmälu paneb mälusõna siinile ning protsessor saab selle kätte hoopis kiiremini kui ta oleks selle saanud suvapöördusmälust.
*Peidikmälu jagatakse oma tüübi poolest veel:
a). Otsevastavusega peidikmälu
See on lihtsaim vahemälu organiseerimise viis. Oletame, et info on põhimälus jaotatud ridadeks (Line), mis omakorda paiknevad segmentides (Set). Vahemälus sisaldub vaid üks pesa iga järjekorranumbriga reale (Line). Seetõttu ei saa vahemälus korraga paikneda näiteks „ segment 0, rida 1“ ning „segment 2, rida 1". Selleks, et kindlaks määrata, millise segmendi vastav rida parasjagu vahemälu positsioonis „rida 1“ paikneb, on vahemälus iga rea kõrval hetkel kasutatava segmendi number. Vahemälu kontroller võrdleb, kas vastava rea juures on soovitud segmendi number. Kui segmendi numbrid kattuvad, toimub hit ning rea sisu tõstetakse siinile. Kui aga segmendi numbrid ei kattu, pöördub protsessor põhimälu poole.
b). Assotsiatiivne peidikmälu
Assotsiatiivse peidikmälu puhul toimub vaste otsimine peidikmälust sisuliselt temale vastava põhimälu aadressi järgi. Samuti võib peidikmälu mistahes positsioonis sisalduda mistahes mälusõna. Assotsiatiivne tehnoloogia on väga efektiivne, kuna ta ei piira vahemälusse salvestamise võimalusi ent tänu tema pikkadele aadressitele ning kõrgele hinnale on ta utoopiline lahendus. Miinusena lisandub ka tema oskamatus oma sisu asendada : selleks on erinevaid strateegiaid nagu LRU, LFU, FIFO jne.
c). Kogumassotsiatiivne peidikmälu
Kogumassotsiatiivne vahemälu on sisuliselt kompromiss assotsiatiivse ning otsevastavusega peidikmälu vahel – selles kasutatakse elemente mõlemast tehnoloogiast . Samuti on ta nendest reaalselt laialdaselt kasutatuim.
19. Pooljuhtmälud[2]
*Pooljuhtmälud jaotatakse üldiselt kahte suurde rühma: säilivateks ning mittesäilivateks.
*Mittesäilivad(voltaile) pooljuhtmälud vajavad andmete „meelespidamiseks“ pidevat voolu, seadme väljalülitamisel kaovad neis sisalduvad andmed. Mõningad näited:
a). Staatiline RAM(SRAM) - Koosneb trigeritest või muudest positiivse tagasisidega elementidest. Kasutatakse protsessoris töötsüklite ajal vajaminevate andmete säilitamiseks. Sisenditeks on aadressisisend, „ChipSelect“, „Output enabled“, „Read/Write“ ning väljundiks data väljund, kust väljutatakse nõutud andmeid. Andmed säilivad senikaua , kuni eksisteerib pidev toide .
b). Dünaamiline RAM( DRAM )- Koosneb mälumaatriksist, milles küljes on rea aadressi ning veeru aadressi puhvrid , seega mäluaadress edastatakse tegelikkuses kahe osana .
Andmed tuleb u. 2ms. jooksul refreshida, vastasel juhul imbub laeng transistoritest välja & andmed hävivad.
*Säilivad(Non-voltaile) pooljuhtmälud säilitavad neisse kantud informatsiooni aga ka vooluringist väljalülitatuna. Väga levinud on nö. eelprogrammeeritud säilivad pooljuhtmälud nagu ROMid, mille sisu muutmisega pole kiibi eluea jooksul arvestatud (Info on nö. hard - code ’itud). Mõningaid näiteid:
a). ROM(Read only memory)- Üldjuhul kasutatakse ROM mälu e. püsimälu sellise info talletamiseks, mida edaspidi muuta tarvis ei ole ( BIOS ROM). ROM mälusse kirjutatakse info juba kiibi tootmise käigus/selleks mõeldud spetsiaalsete seadmete abil. ROMil puuduvad andmesisendid: tal on n aadressisisendit, millele vastab 2n mälu rida, mis aadressisisendi järgi väljastatakse m-bitisesse väljundisse.
b). PROM(Programmable Read Only Memory)
c). EPROM(Erasable Programmable read only memory)
d). FlashPROM(Flash- Programmable read only memory)- püsimälu tüüp, mis leiutati 1984 aastal. Võimaldab hõlpsasti püsimälus sisalduvat infot muuta. Info kustutamiseks kasutatakse elektrivälja ja kustutada saab infot harilikult sõna kaupa. Isolatsioon kannatab hinnanguliselt ca. 50000 - 100000 kirjutustsüklit.
20. Mälude klassifikatsioon[2]
*Arvuti mälud jagatakse oma tüübi poolest üldjoonest kahte suurde rühma:
a). Suvapöördusmälud- mälu mistahes elemendi poole pöördumiseks kuluv aeg on alati ühesugune. Suvapöördusmälud jagunevad:
a).Pooljuhtmälud(Semiconductor memory):
b). Mittesäilivad(säilivad vaid voolu toimel):
1). Staatiline RAM
2). Dünaamiline RAM
a). Säilivad:
1).ROM(Read only memory)
1).PROM(Programmable read only memory)
1).EPROM
1).FlashEPROM
b).Magnetmälu -----> Säiliv ----> Ferriitmälu (Ferrite core )- iidne tehnoloogia.
b). Jadapöördusmälud-erinvate mäluelementide poole pöördumise aeg varieerub (ei ole konstante ). Jadapöördusmälud jagunevad:
a).Magnetmälu:
a). Säilivad:
1). Mullmälu
2). Pehme ketas ( Floppy drive)
3). Kõvaketas (Harddrive)
a).Optiline mälu:
a). Säilivad:
1). CD-R
2). CD-RW
3). CD-ROM
4). DVD
5). Holograafiline
21. Käsu täitmine protsessoris[1]
*Käsu täitmist protsessoris nimetatakse ka von Neumanni tsükliks. Käsku täites läbitakse protsessoris järgnevad sammud (lihtsustatult):
a). Käsukood laetakse käsuloendurisse ( Program Counter )
b). Käsuloenduri väärtust inkrementeeritakse PC = PC+1
c). Käsu aadress saabub mälu aadressiregistrisse (Memory Adress Register )
d). Aadressi järgi lüüakse mälust küsitav info puhverregistrisse (Memory Buffer Register)
e). Mälu puhverregistrist liigub „sõna“ käsuregistrisse (Instruction Register)
f). Käsuregistris eraldatakse üksteisest operand ning käsukood, käsukood läheb juhtautomaati täitmisele, operand aga vastavalt juhule kas ALUsse või mõnda andmereigstrisse.
g). Pärast vajalike ALU tehete /operatsioonide tegemist läheb tulemus tagasi mõnda andmeregistrisse/suvapöördusmällu.
22. RISC ja CISC protsssorid; mikroprogramm[1]
*RISC protsessorid(Reduced/ Regular Instruction Set Computing): RISC-tüüpi protsessorite ideoloogia aluseks on võimalikult lihtne ja läbinähtav käsusüsteem (instruction set) ning võime kõik käsud täita otse riistvaras ühe taktiga. Suvapöördusmälu poole pöördutakse vaid LOAD &STORE- tüüpi käskudega, st. vaid andmete laadimiseks/salvestamiseks. (Hoidutakse mälu lokatsioonide kasutamisest operandidena , kuna mälu poole pöördumine on aeglane).
RISC protsessorite plussid:
*Võimas registermälu
*Käskude täitmine on kiire ning efektiivne
*Andmevahetus alamprogrammidega on efektiivne
*Lihtsakoelisd käsud, protsessor töötab väga effektiivselt , rõhutatakse konverit
*CISC protsessorid(Complex Instruction Set Computing): CISC-tüüpi protsessorite käsuformaat on erinev RISC protsessori käsusüsteemist sellepoolest, et CISCi käsud on oluliselt pikemad (nagu ka nimi viitab), tihtilugu ei ole mingi funktsiooni realisatsioon üles ehitatud paljudest väikestest käskudest, vaid iga tegevuse jaoks eksisteerib eraldi käsk. *Puhtalt CISC protsessoreid loetakse üldjuhul aeglaseks, kuna käsud on kohmakamad ning mingi operatsiooni tätimiseks tuleb läbida rohkem mälust lugemise tsükleid, raskem rakendada konveierit.
* Moodsad protsessorid on segu RISC ja CISC ideoloogiast, ehkki RISC on „uuema voolu“ tehnoloogia. (Esimesed protsessorid olid CISC-tüüpi protsessorid).
23. Kombinatsiooniskeem ning järjestikskeem[1]
*Kombinatsioonskeem(Combinational circuits): digitaalskeem, milles, teades sisendite väärtusi, võime väljundid üheselt välja arvutada. Seega on kombinatsiooniskeemide käitumine ettearvatav, kuna nad baseeruvad kindlal(tel) Boole ’i funktsioonil. Kombinatsiooniskeeme rakendatakse puhtal kujul eriti just automaatikas, kus mingi elemendi käitumine ei ole sõltuvuses välistest teguritest (mäluelementide olemasolu pole vajalik), ent ka lihtsamat ALU on võimalik realiseerida vaid kombiantsiooniskeemile toetudes.
*Järjestikskeem(Sequential Circuits): digitaalskeem, milles väljundi väärtus sõltub eelmistest, eelnevatel diskreetsetel ajahetkedel sisendis/väljundis olnud väärtustest – skeemil on seega mäluolek. Järjestikskeemi väljundit ei ole seetõttu võimalik täpselt ette ennustada. Üldjuhul võib mistahes mäluelemenditdega digitaalskeemi lugeda järjestikskeemiks. Enimlevinud järjestikskeemideks on registrid, nihkreregistrid, loendurid jne.
24.Analoog- ja digitaalinfo. Analoogliides (DAC, ADC)[1]
Analooginfo - Info kandja võib võtta ükskõik millisel ajahetkel oma rajaväärtuste vahel suvalise väärtuse. Näiteks võib Schmitti triggeri sisendisse tulev signaal pikalt kõikuda 0 ja 5V vahel – see on analoogsignaal. Lisaks on loodusnähtused nagu helid, valgus, elektromag-netism ning elektrivool oma iseloomu poolest analooglained.
Digitaalinfo- Info kandja võib omada vaid kindlalt fikseeritud väärtuseid. Samuti, digitaalinfo puhul vaadeldakse info kandja väärtusi ainult teatud ajahetkedel, st. diskreetsetel ajahetkedel. Seetõttu ei ole tähtis vaadelda ka siirdeprotsesse e. üleminekuid ühelt lubatud väärtuselt teisele.
. Tuues näide matemaatika vallast:
a). Analoogsignaali iseloomustab reaalarvude hulk R (pidev ning lõpmatu).
b). Digitaalsignaali iseloomustab aga piiratud naturaalarvude hulk N (fikseeritud võimalikud väärtused, piiratud).
Analoog vs digitaalinfo:
*Digitaal-analoog muundur (DAC)– Digitaal-analoog muundurit võib realiseerida väga mitmel erinval viisil. Levinuim neist põhineb pingete summeerimisel. Skeemi vasakul osas on register, kus hoitakse muundatavat kahendkoodi. Peamisteks komponentideks on siin digitaalselt juhitavad lülitid. Kui vastavas registri järgus on 1, siis lüliti kaudu läheb vastav pinge analoogsummaatori sisendisse. Mida rohkem on koodis 1’sid, seda suurem arv pingeid läheb summaatorisse. Sinna jõudnud pingete liitmisel saadaksegi summaarne pinge.
*Analoog-digitaal muundur(ADC)- skeemil on kaks sisendit: muundatav analoogsisend ja konstantne fikseeritud referentspinge Vref. Referentspinge on ühendatud jadamisi takistitega. Edasi tuleb analoogvõrdlusskeem, mille väljundisse ilmub loogilisele 1’le vastav pinge, kui analoogsisendi pinge on kõrgem antud järgu referentspingest. Muundamisel saadud kood ei ole veel kahendkood- koodimuundur teisendab muundamisel saadud koodi kahendkoodiks.
25.Aritmeetika-loogika seade (ALU)[1]
ALU (Arithmetical and Logical Unit )- Sõltumata arvuti ja protsessori ehitusest on arvutis alati üks skeemiosa, kus teostatakse otsesed arvutustehted ja muu infotöötlus - nimelt on selleks aritmeetika-loogikaseade ehk ALU. Eri protsessoritel on üldiselt erinev tehete hulk ja valik, kuid tavaliselt hõlmab see aritmeetilisi (minimaalselt liitmine ja lahutamine) ning loogilisi tehteid (JA, VÕI, EITUS) ja nihutusoperatsioone (kahendarvu bitid nihutatakse oma senise positsiooni suhtes kas vasakule või paremale). ALU realiseerib oma tehteid järgmiselt(lihtsustatult):
a). Andmesisendisse #1 ning andmesisendisse #2 kommuteeritakse vastavalt kas protsessori registermälust või suvapöördusmälust (2) operandi, millega tehet soovitatakse sooritada.
b). Läbi n kontrollsisendi reguleeritakse, millist tehet parasjagu tehakse.
c). Seejärel clockitakse operandid läbi tehtele vastava kombinatsiooniskeemi ning multipleksorid kommuteerivad väljundisse õiged väärtused iga arvujärgu jaoks.
d). ALU väljund clockitakse tagasi kas protsessori andmeregistrisse või suvapöördusmällu.
26.Võrdlusskeem[1]
*Võrdlusskeem ehk komparaator on digitaalskeem, mis sisendisse tulevaid operande omavahel võrdleb ning teeb kindlaks, kumba sisendisse kahendarvuna antud väärtus on suurem. Üldjuhul on n-bitised komparaatorid realiseeritud 1-bitistel või 2-bitistel komparaatoritel. Skeemi tööd võib jämedates joontes ettekujutada järgmiselt:
a). Komparaatori andmesisenditesse kantakse võrdlemiseks 2 „sõna“.
b). Esmalt võrldeb komparaator sisendisse saadud sõnade suurimaid kahendjärke: kui üks on teisest suurem, aktiveeritakse läbi OR elemendi vastav väljund.
*Kui kahendjärgud on võrdsed, liigub signaal edasi AND gate ’i, mis kõigi kõrgete sisendite puhul annab väljundi A==B(sõnad on võrdsed).
*Tõenäolisem on aga, et mõnes madalamas järgus esineb erinvus ning selle tulemusel aktiveeritakse jällegi läbi OR gate’i vastava sõna „ülemvõimu“ kinnitav väljund.
*Üldjuhul ongi komparaatoril 3 erinvat väljundit:
a).Väljund #1: AB
27.Analoog- ja digitaalinfo. Helikaart[1]
Analooginfo- Info kandja võib võtta ükskõik millisel ajahetkel oma rajaväärtuste vahel suvalise väärtuse. Näiteks võib Schmitti triggeri sisendisse tulev signaal pikalt kõikuda 0 ja 5V vahel – see on analoogsignaal. Lisaks on loodusnähtused nagu helid, valgus, elektromag-netism ning elektrivool oma iseloomu poolest analooglained.
Digitaalinfo- Info kandja võib omada vaid kindlalt fikseeritud väärtuseid. Samuti, digitaalinfo puhul vaadeldakse info kandja väärtusi ainult teatud ajahetkedel, st. diskreetsetel ajahetkedel. Seetõttu ei ole tähtis vaadelda ka siirdeprotsesse e. üleminekuid ühelt lubatud väärtuselt teisele.
.Tuues näide matemaatika vallast:
a). Analoogsignaali iseloomustab reaalarvude hulk R (pidev ning lõpmatu).
b). Digitaalsignaali iseloomustab aga piiratud naturaalarvude hulk N (fikseeritud võimalikud väärtused, piiratud).
Analoog vs digitaalinfo:
*Helikaart on arvuti lisakaart, mille ülesandeks on väljastada (ja vastu võtta) helisignaale, järgides arvutiprogrammi juhiseid. Helisignaalide väljastamisel kõrvaklappidesse või kõlaritesse tekistatase õhuvõnked, mida inimese kõrv tajub helina . Moodsad helikaardid on ühendatud emaplaadi PCI siiniga. Helikaardi tähtsamad koostisosad:
a). Igal kaardil peab olema digitaal-analoogmuundur(DAC), mille abil muudetakse digitaalsed andmed analoogsignaaliks. Tekkinud analoogsignaal saadetakse seejärel näiteks kõrvaklappidesse või helivõimendisse.
b). Sageli kuulub helikaardi kosseisu ka analoog-digitaalmuundur(ADC), mis muudab sissetuleva helisignaali digitaalsignaaliks, võttes väikeste ajavahemike tagant (mõõtmise sagedus näiteks 44,1KHz, nagu loengus mainitud ) analoog-helisignaalist hetkeväärtusi (sampling). Saadud hetkeväärtused lähevad digitaalsel kujul arvuti mällu, kust neid vajadusel uuesti sisse loetakse.
28.Siirete(hargnemiste) ennustamine (Branch prediction)[1]

*RISC-protsessorite poolt arvutitehnikasse toodud konveiertehnika ülima efektiivsusega kaasnevad paraku ka mõned tõsised ja kohati raskesti lahendatavad pudelikaelad :

a). Admesõltuvus (data dependancy)
b). Tingimuslausete ümberjuhatused (branching pipeline bubbles)
*Esimene probleem on lahendatud tehnilise nipiga , mis vajamineva operandi kiirkorras eelmisesse konveieri sammu kannab(internal forwarding), ent teisele probleemile konkreetne lahedus puudub.
*Tingimuslausete ümberjuhatustega toimetulekuks on protsessorites sageli realiseeritud eraldi loogikaskeem, mis tegelebgi hargnemiste ennustamisega. Mõningatel juhtudel toimib hargnemise ennustamine staatiliste kriteeriumite baasilt, ent eriti just moodsamates protsessorites on hargnemiste ennustamisega tegelevad skeemid ka „õpivõimelised“.
*Erinvad strateegiad: (a) Fixed Branch Prediction; (b) Static Branch Prediction; (c) Dynamic Branch Prediction;
*Hargnemiste ennustamine seisneb iseenesest selles, et skeem üritab ära arvata, kas andmeid tuleks sisse lugema hakata uuest mälu asukohast, millele masinkoodi tingimuslause viitab, või jätkata siiski vanast (see on juhul, kui siiret „ei võetud“). Kui siirde ennustamise suhtes langetatakse siiski vale otsus, tuleb konveier käskudega täis laadida otsast peale, millega kaasneb suur ajakulu - siit tuleneb ka vajadus taolise tehnoloogia järele.
29.Katkestused arvutis (Interrupt)[1]
* Katkestus (interrupt) on üks kahest põhilisest tehnoloogiast pollimise(polling) kõrval, millega programmid või I/O seadmed vajadusel ajutiselt protsessori tähelepanu püüavad. Et aga pollimine on energia- ning ressursinõudlik (pidev programmide ning I/O seadmete „küsitlemine“ nõuab palju aega), kasutatakse enam katkestustel põhinevaid süsteeme.
*Katkestused on realiseeritud katkestusnõuete(IRQ e. Interrupt Request) baasil – katkestusnõue on asünkroonne signaal, mille saabudes protsessor salvestab oma hetkelise töö jätkamiseks vajalikud andmed ja asub seejärel sellele katkestusele vastavat ülesannet täitma. Katkestuse saabudes:
(a) lõpetab CPU ajutiselt oma töö.
(b)käsuloendri väärtus ning lippude registri väärtused salvestatakse pinumälusse. (c)CPU täidab katkestuse poolt nõutud tegevused.
(d)pinumälust loetakse tagasi salvestatud väärtused ning jätkub peaprogrammi täitmine.
*Katkestused jagunevad oma otstarbe poolest erinvatesse rühmadesse:
a). Riistvaralisd katkestused- sisend/väljund seadmed paluvad oma puhvrite lugemist ning info töötlemist: näiteks klaviatuuri nuppudele vajutamisel.
b). Tarkvaralised katkestused- mõni taustal jooksev programm palub näiteks andmete kõvakettale edastamist.
*Katkestused on liigitatud ka prioriteetsuse järgi - mida kõrgem on katkestue prioriteet, seda kiiremini seda teenindatakse.
30.Protsessori üldstruktuur[1]
*Protsessor teostab mitmesuguseid operatsioone mälus paiknevate käskude ning andmete toel. Üldjuhul kuuluvad protsessori ehitusse alati käsuloendur, käsuregister, käsudekooder, juhtautomaat, ALU ning hulk andme- ja aadressiregistreid. Käsu täitmist protsessoris nimetatakse ka von Neumanni tsükliks. Protsessori osade funktsioonid:
a). Käsuloendur(Program Counter)- Käsuloenduri ülesandeks on viidata järgnevalt täitmisesse mineva käsu aadressile mälus. Käsuloendur ei ole tegelikult kuidagi seotud loendamisega, ta on tühipaljas viit . (Nagu ka loengus mainisite, on Intel oma protsessorites käsuloenduri üleüldsegi ümber nimetanud Instruction Pointer’iks - see nimi kajastab palju paremini tema funktsiooni).
b). Käsuregister(Instruction Register)- võtab mälu puhverregistrist(MBR) töötlemiseks vastu käsukoodi + operandid, mis üksteisest eraldatakse. (käsukood suundub käsudekooderisse, operand on aga tavaliselt mäluaadress vajalikele andmetele).
c). Käsudekooder(Instruction Decoder)- dekodeerib käsuregistrist saadud käsukoodi ning edastab vastava signaali juhtautomaadile (näiteks määrab kindlaks, kas realiseerida tuleb ADD, OR või MUL).
d). Juhtautomaat(Control Unit)- Vaieldamatult protsessori tähtsaim osa: ta aktiveerib täidetavale käsukoodile vastavaid signaale ning kontrollib nendega kogu ülejäänud protsessori tööd. (Nt. aktiveerib mäluregistri, et viimane haaraks siinilt info jne). Juhtautomaadid erinvad muuseas teineteisest oma ideoloogia poolest: eksisteerivad nii mikroprogrammeeritavad juhtautomaadid kui ka jäiga loogikaga juhtautomaadid (käsusüsteemi uuendamine pole viimasel juhul võimalik). Juhtautomaadi disain on oluline, kuna ta neelab ligikaudu 60% kogu kristallipinnast.
e). ALU (Arithmetic-Logic Unit)- ALU funktsiooniks on aritmeetika-loogika tehete sooritamine . ALUsse kantakse sisse teatud arv operande, millega sooritatakse juhtsignaali poolt kindlaksmääratud tehe ning seejärel pannakse tulemus taas siinile, kust ta suundub tagasi registritesse/mällu.
f). Andme- ja aadressiregistrid- Andme- ning aadressiregistrites säilitatakse ajutiselt infot, mida protsessor parajasti töötleb. Et sisenemisaeg mällu on suurusjärgus ~50ns on oluliselt efektiivsem kasutada kiirema sisenemisajaga registreid.
31.Optilised mäluseadmed[1]
*CD-ROM:*Info salvestamiseks kasutatakse peegelduvat materjali, milles on süvendid. Rada on CD-ROM’il spiraali kujuline (mitte konstentriline nagu kõvakettal). Lugeva laseri positsioneerimine on analoogiline kõvaketta peade positsioneerimisega. Peegeldunud laseri kiir teisendatakse elektriliseks signaaliks.
*Süvendite(pit) sügavus on üldjuhul ¼ lanepikkusest. Tänu sellele läbib süvendisse sisenenud kiir ½ lainepikkuse võrra pikema tee ning läheb ketta pinnalt peegeluva lainega vastandfaasi. Seetõttu tuntakse tegelikult info lugemisel ära üleminekuid, mitte süvendeid. Salvestamisel kasutatakse omakorda spetsiaalset 14-bitist koodi, kus ei ole kunagi kõrvuti kahte ühte (kuna üleminek vastab 1’le, pole neid lihtsal võimalik kõrvuti teha). Et vältida segadusi, on iga koodi vahel kolm bitti eraldajat. Laserit kasutatakse valgusallikana seetõttu, et tema valgus on monokroomne .
*CD-R: Ehituselt vägagi sarnane CD-ROMile, ent põhimiku ja metallikihi vahel on hoopiski valgustundlikust orgaanilisest materjalist (nt. tsüaniinist) andmekiht. Sarnaselt CD-ROMile on rada spiraalikujuline. Vagude asemel on aga materjali kerge sulatamisega mittepeegelduvaks muudetud piirkonnad, mida peetakse lohkudeks.
*CD-RW: andmekihi pind koosneb erilistest keemilistest komponentidest, mis võivad olekut korduvalt muuta ja säilitada sõltuvalt temperatuurist. Materjali kuumutatakse esmalt ühe temperatuuriga ning lastaks siis jahtuda, et ta kristalliseeruks - seejärel kuumutatakse vaid vajaliku osa teise temperatuuriga, et lõhkuda jällegi kristalliseerunud pind. Kristalliseerunud pind peegeldab valgust paremini ning seega saavutatakse sarnane effekt CD-Ri ja CD-ROMiga.
32.Magnetmäluseadmed[1]
Kõvaketas:
*Info salvestamine kõvakettale toimub tehniliselt tema magnetpinna ümbermagneetimisel. Iga bitt kujutub doomeni (see on piltlikult nagu kompassinõel) asendiga: kas üles või alla (0 või 1). Kaheksa sellist doomeni moodustavad okteti (ehk baidi). Tehnoloogilistel põhjustel  loeb ja kirjutab pea terve bloki korraga - see on füüsiliselt paljudel kõvaketastel 512 B. *Selleks kasutatakse lugemis/kirjutamispead, mis on magnetmaterjalist ja mille peal on mähis. Juhtides mähisesse voolu ühes või teises suunas tekib ka vastava suunaline magnetväli. Magnet jõujooned kaarduvad materjalist välja sinna tehtud pilu kohal mis aga omakorda on salvestus materjali lähedal. Lugemise puhul lugemispea all registreeritakse pingehüppeid, mis on tingitud üleminekutest 0’ist 1’te ja vastupidi.
*Kõvaketas pöörleb umbes 3600 …15000 RPM ning tema tõrgeteta tööajaks loetakse 200000….500000 tundi.
*Kui pea peaks puudutama magnetmaterjali, on magnetmaterjal rikutud. Moodsatel kõvaketastel on peal kondensaatorid , mis võimaldavad kõvaketast vooluga toita senikaua, kuni lugemispea ketta kohalt ära tõstetakse.
Magnetlintseadmed:
Lint pressitakse lugemis/kirjutamispea vastu. Kummist võll tagab konstantse kiiruse. Massiivsemate magnetlintide korral on aparaadil kaks vaakumtuubi, mis hoiavad magnetlindi teatavat varu (juhuks kui üks ketas peaks hakkama teisest kettast kiiremini liikuma). Suhteliselt arhailine mälu üksus, ent suure mahu tõttu kasutatakse ka tänapäeval, peamiselt arhiveerimise eesmärgil.
33.Klaviatuur[1]
*Klaviatuuri kõikide klahvide all on lülitid. Lülitid võivad olla kontaktidega või kontaktivabad. *Kontaktide puhul on oluline vältida mustuse sattumist kontaktide vahele. Väga laialt on levinud ka klaviatuurid , kus kasutatakse metalliseeritud plastmassist kilet (membrane switch), mis täidab ühtlasi ka vedru ülesannet.
*Klaviatuur moodustab maatriksi, kus horisontaalid on ühendatud väljund-pordi külge. Vertikaalid on aga kõik ühendatud läbi kaitsva takisti toite nivooga (väärtus 1) ning maatriksi allosas on nad seotud sisend-pordiga. Kõigis horisontaalide ning vertikaalide ristumiskohtades on lülitid (klahvid).
* Scan koodi saamiseks saadetakse horisontaalliinidele kood, kus on väärtus ’0’ vaid kõige ülemisel horisontaalil. (Ülejäänud horisontaalide väärtusteks on 1’d). Kui nüüd on mõni ülemise horisontaali klahv alla vajutatud, siis on ka vastaval vertikaalil väärtus 0. Teades horisontaalile väljastatud koodi ning vertikaalidelt loetud koodi, saabki kindlaks teha, milline klahv on alla vajutatud. See ongi Scan-kood.
*Samuti, kui alla on vajutatud klahv mõnel teisel horisontaalil, kus on väljundpordi kaudu antud väärtus üks, siis see ei mõjuta vertikaali väärtust kuidagi. Et kontrollida kõiki klaviatuuri klahvide ridu, saadetakse horisontaalidele kood, kus järgmisel liinil on null ja kõik ülejäänud on ühed. Sellega kontrollitaske kas järgmisel horisontaalil on mõnda klahvi vajutatud. Nii kontrollitakse järjest kõiki horisontaale.
34.Mälu hierarhia arvutis[1]
*Mälu hierarhia tipus on suhteliselt väikesemahuline, kuid kiire registermälu. Registermälu sisaldub protsessoris eneses ning töötab väga suuretel kiirusetel. Tüüpiliselt on registermälu mahuks 100B, 5ns’ pöördmisaja juures. Registermälu on suhteliselt kallis ja sellepärast ongi ta maht üpriski piiratud.
*Peidikmälu: Peidikmälu liigitub samuti suvapöördusmälude alla ning on oma pöördumisaja poolest tunduvalt kiirem põhimälust. Peidikmälu on oma olemuselt väikesemahuline mäluüksus, kuhu on salvestatud protsessori poolt enimkasutatavad andmed põhimälust. Peidikmälu jagatakse tasemete kaupa L1, L2 ,L3 cache’ideks, kus iga järgnev on pisut suurem ent ka veidi aeglasem eelmisest.
*Põhimälu ehk nö. tavaline RAM: Eelnevatest mälutasemetest juba tunduvalt aeglasem ja mahukam mäluüksus. Pöördumisaeg näitusena 50ns, suurus moodsamatel arvutitel 1-8GB. Paikneb eraldiseisvate kiipidena emaplaadil.
*Kõvaketas: Kõvaketas liigitub oma tüübi poolest juba jadapöördusmälu alla, ent ta on arvuti põhiliseks „andmemaardlaks“. Kui arvuti on välja lülitatud, paiknevad kõik vajalikud andmed kõvaketal. (Arvuti üleslaadimisel kantakse sealt vajalik mäludesse jne). Pöördumisaeg näitusena 10ms, maht 10 - 1000GB. 
*CD-ROM:  100ms, 700MB, odav ning teisaldatav. 
*Perifeeriaseadmed ( magnetlint ,...)100GB;
35. Mälu organiseerimine: koostamine mitmest moodulist ja vaheldamine (Interleaving).[1]
*Üldjuhul määrab andmesiini järgulisus (nt. 16,32,64bit) ära ka sõna järgulisuse mälus, kui sõna ei edastata just osade kaupa (mida on muuseas ka võimalik realiseerida).
*Suureks probleemiks muutmälude puhul on aga see, et puht-tehnoloogilistel põhjustel pole võimalik valmistada kogu adresseeritavat mälu ühe mooduli baasil. Seetõttu koostatakse mälusid sageli mitmest moodulist.
*Mitmest pangast (moodulist) koosneval mälul võivad järjestikused sõnad olla organiseeritud kahel viisil:
a). Mälusõnad võivad paikneda pankades järjestikku, st. näiteks mälulokatsioonid (0000-00FF) asuvad (pangas 0), mälulokatsioonid (00FF-01FE) asuvad (pangas 1). Selline lahendus pole väga efektiivne.
b). Järjestikused mälusõnad paiksnevad kõik erinevates pankades. Sellist tehnoloogiat nimetatakse ka vaheldamiseks(Interleaving) ning ta on oluliselt kasulikum järjestikulisest ladustamisest, kuna ta võimaldab mälust lugemisel/kirjutamisel käivitada konveieri. Odavamates süsteemides pole alati vaheldamist kasutatud - see tuleneb tõenäoliselt hinnast .
*Selleks et vaheldamist rakendada, peavad mälumoodulid olema identsed. Vaheldamine muudab tunduvalt efektiivsemaks ka DRAM-tüüpi mälude kasutamise, kuna ta aitab kompenseerida viimase pisut aglasemat sisenemisaega.
36. Printerid[1]
Laias laastus jaoatakse printerid löögiga ning löögita printeriteks. Löökprintereid kasutatakse nüüdisajal vaid vähenõudlikute ülesannete jaoks nagu pangakviitungite trükkimine jms.
*Nõelmaatriksprinter- Nõelprinter, mille prindipea sisaldab üht või kaht rida nõelu, millest moodustatakse tähekujundeid ja siis surutakse läbi tindiga immutatud lindi vastu paberit. Mida rohkem on nõelu, seda parem on printeri eraldusvõime(nt. 9 nõelaga saab mustandikvaliteedi, 24 nõelaga kirjutusmasinakvaliteedi jne). Printimiskiirus ulatub 200...400 tähte sekundis e. 90-180 rida minutis. Maatriksprinteri nõelu saab juhtida solenoididega. Odav ning lärmakas. Tänapäeval ei ole laias kasutuses.
*Laserprinter – Tööpõhimõte on järgimine:
a). Laser muudab prinditava kujundi valgustäpikesteks, mille abil muudetakse laengut valgustundlikul trumlil. See trumli osa, millele laseri valgus langeb, kaotab laengu ning muutub juhiks. Osa, mis laseri valgust ei saanud, säilitab aga laengu ning seeläbi tekib trumlile sisuliselt laengust kujund.
b). Trummel paigutatakse seejärel tahmaanuma lähedale.
c).Anumast lendunud tahmaosakesed tõmmatakse trumli laetud piirkondadele.
d).Tahmane trummel surutakse vastu paberilehte ning tahm kuumutatakse paberile kinni(seepärast on leht ka soe).
* Jugaprinter - Ideepoolest sarnane nõelmaatriksprinterile ainult siin ei lööda trüki peas olevate nõeltega värvilinti vaid peas on pihustid millest pritsitakse paberile värvaine täppe. Pihusteid sisaldav trükipea liigub horisintaalselt paberi läheduses. Vertikaalne liikumine saadakse paberi kerimisega. Neist värvaine täppidest moodustatakse kujund.
*Värviprinterid- Printeris kasutatakse CMYK värvisüsteemi, st. erinvaid värve kombineeritakse kokku Cyanist, Magnetast, Yellowst ning Black ist, kuna paberi omaduste tõttu pole võimalik kasutada RGB-süsteemi.
*Plotter- printer , milles ei liigu mitte paber, vaid printimispea. Võimaldab teha suure täpsusega tehnilisi jooniseid.
37. Juhtautomaat: osa käsu täitmisel ja realiseerimine[1]
Juhtautomaat(Control Unit)- on vaieldamatult protsessori tähtsaim osa: ta aktiveerib täidetavale käsukoodile vastavaid signaale ning kordineerib nendega kogu ülejäänud protsessori tööd. (Nt. aktiveerib mõne mäluregistri, et viimane haaraks siinilt info jne).
*RISC protsessorite puhul on juhtautomaatide realisatsioonid üldiselt alati keerukamad (kui CISCi puhul) ning nad peavad täitma märksa suuremat hulka ülesandeid. RISC protsessori puhul on juhtautomaati võimalik veel omakorda jagada tükkideks (scheduling unit - ajastamine, retirement unit –konveierist väljuvate andmetega tegelemine jne).
*Põhimõtteliselt on juhtautomaadi realiseerimiseks 2 erinevat võimalust:
*Jäiga loogikaga juhtautomaat(RALU)- Jäiga loogika korral realiseeritakse käsu täitmise algoritm loogikaskeemina kristalli pinnal (nö. ad hoc juhtautomaat) ning iga vajaliku muutuse läbiviimiseks käsusüsteemis tuleb realiseerida uus loogikaskeem. RALU’de kastamine oli populaarsem 70’datel-80’ndate alguses, kui veel ei pööratud väga palju tähelepanu protsessori süstemaatilisusele.
*Mikroprogrammeeritav juhtautomaat- Kui mikroprogrammi hoitakse mingis modifitseeritavas püsimälus(nt. EPROM või FEPROM), siis saab käsusüsteemis teha muudatusi ilma uut loogikaskeemi koostamata. Kogu mikroprogrammi täitmine taandub sõnade lugemisele mikroprogrammi sisaldavast püsimälust. Mida odavamaks ning suuremaks läks püsimälu, seda enam hakatigi rakendama mikroprogrammeeritavaid juhtautomaate.
*Nagu ka loengus mainitud sai, on juhtautomaatide realiseerimiseks tegelikult välja töötatud terve eraldi haru, kuna juhtautomaati võib suuresti pidada protsessori südameks ning seejuures haaravad nad ka ligikaudu 60% kristalli pinnast.
38. Koodimuundur[1]
*Koodimuundur(Code converter): loogikaskeem, mis teisendab sisendkoodi mingisse teise loogikasse. Näiteks eksisteerivad koodimuundurid, mis konverteerivad andmeid positiivsest loogikast negatiivsesse loogikasse inversiooni läbi. Samuti kasutataks koodimuundureid kahendkoodide muundamisel kümnendkoodideks(Binary-Decimal) või kahendkoodide muundamisel Grey koodideks jne. Igale sisendjärgule vastab (individuaalne) loogikaskeem, mis viib teisenduse läbi. Kuna mõningatel juhtudel sarnaneb koodimuunduri töö dekoodri omale, liigitatakse koodimuundurid sageli dekooderi üheks alaliigiks.
39. Erineva pöördus viisiga mälud :FILO, FIFO, assotsiatiivmälu, kahe pordiga mälu[1]
*Pinumälu(FILO e. LIFO) – Pinumälu baseerub LIFO e. “last in, first out” loogikal. See tähendab, et registrisse viimasena kantud andmed peab sealt ka esimesena välja võtma. Põhimälus on pinumälu võimalik realiseerida postinkrementse- ning predekrementse adresseerimise baasil (enne igat „PUSH“ käsku pinuviita dekrementeeritakse ning peale igat „PULL“ käsku seda inkrementeeritakse). Riistvaraliselt realiseeritakse pinumälu nihkeregistrite põhimõttel.
*Puhvermälu(FIFO) – Puhvermälu baseerub FIFO e. “first in, first out” loogikal, st. registrisse esimesena kantud andmed saab sealt ka esimesena välja. FIFO meetodit võib ette kujutada klassikalise nihkeregistri töö mudeli abil: ühest otsast laetase registrisse kahendväärtusi ning teisest otsast väljuvad nad täpselt oma sisenemise järjekorras.
*Assotsiatiivmälu(Content-Adressable Memory)- see mälutüüp võimaldab (üli)kiire otsimise mälus võrdlemise baasil. Erinevalt tavalisest RAM'ist, kus antakse mälu aadress ja saadakse sisu, misjärel alles ALUs toimub võrdlustehe, antakse CAMi puhul ette mälusõna, millega mälukiibis sisalduvaid kõiki andmesõnu võrreldakse. Kui kokkulangev andmesõna mälust ka leiti, antakse harilikult väljundisse vastavate aadresside loetelu (või siis eksisteerib Mulitple Match Resolver e. mitme sõna kokkulangemise lahendaja).
*Kahe pordiga mälu( Dual -ported RAM) – kahe pordiga suvapöördusmälu on selline suvapöördusmälu mälutüüp, mis lubab mitmel lugemis- ja/või kirjutustsüklil toimuda samaaegselt. Tüüpiliselt on VRAM(Video RAM) kahepordiline, lubades seejuures protsessoril pilti samaaegselt valmis joonistada kui teda ekraanile kandma hakatakse.
40. Puudutustundlik ekraan[1]
*Takistusel põhinev(Resistive): ekraani peal kilekiht, millel takistitega maatriks . Selle peal teine kile. Vajutus ekraanile muudab maatriksi mingi elemendi takistust: ridade ja veergude pingete skaneerimisega on võimalik kindlaks teha, kuhu vajutati. Lisaks inimsõrme puudutusele reageerib ka muust materjalist esemete puudutustele. Takistusel põhinev puutetundlik ekraan tundub näpu all pehme. (Levinuim, 75% puudutustundlikutest ekraanidest valmistatud antud tehnoloogia järgi).
*Mahtuvusel põhinev(Capacative): Ekraani igas nurgas on vahelduvvool . Kui asetada sõrm vastu monoliitset klaasist ekraanipinda, muutub selle mahtuvus. Nurkade kaudu mahtuvusi arvutades ja trianguleerides, saab leida vajutuskoha koordinaadid. Erinevalt takistusel põhinevast puudutustundlikust ekraanist, pole mahtuvusel põhinevat ekraani võimalik kasutada läbi enamiku isolaatorina käituvate materjalide nagu kindad jms, mis on selle tehnoloogia vaieldamatuks miinuseks.
*Akustilisel pinnalainel põhinev(Surface acoutsic wave): on realiseeritud ultraheli lainete abil, mis radieeruvad üle puutetundliku ekraani pinna. Kui ekraani puudutatakse, siis osa lainetest neeldub/peegeldub ning sensorite abil on võimalik kindlaks määrata puudutuse asukoht. See tehnoloogia on alles prototüüp-faasis.
28