1.Aritmeettika-loogika seade (ALU) - , . ALU . . , (, , , ,...). , ( , , ,...). , . ( ) , , . Protsessori üldstruktuur , . (..) , - () . . . - . () . . , . . " " ROM , (), , . " " RAM , . - . 2. Vahemälu (Cache) organiseerimine: otsevastavusega, assotsiatiivne ja kogumassotsiatiivne. Peidikmälu, vahemälu (Cache) , , , . - . - , , . . - , . , , -, , - . , -, , , - . , , - . . . . , , . , , . Kogumassotsiatiivne. , , - 1 32 , CD/DVD/BD- . . 3. Printerid . , .. - . , , . , , . : , . , . , , . .
1. Koodimuundur. Koodimuundur. (Code converters) - , . . 2. Vahemälu (Cache) organiseerimine: otsevastavusega, assotsiatiivne ja kogumassotsiatiivne. Peidikmälu, vahemälu (Cache) , , , . - . - , , . . - , . , , -, , - . , -, , , - . , , - . . . . , , . , , . Kogumassotsiatiivne. , , - 1 32 , CD/DVD/BD- . . 3. KUVARID CRT (Cathode Ray Tube) kuvar - - (). , , , , . : , , ,
ja vaheldamine (Interleaving) Aritmeettika-loogika seade (ALU) ALU - aritmeetika-loogika seade - , . ALU . . , (, , , ,...). , ( , , ,...). , . ( ) , , . Protsessori üldstruktuur , . (..) , - () . . . - . () . . , . . " " ROM , (), , . " " RAM , . - . Vahemälu (Cache) organiseerimine: otsevastavusega, assotsiatiivne ja kogumassotsiatiivne. Peidikmälu, vahemälu (Cache) , , , . - . - , , . . - , . , , -, , - . , -, , , - . , , - . . . . , , . , , . Printerid Printer . , .. - . , , . , , . : , . , . , , . . . , . maatriksprinter (Dot matrix printer) , . , . , ,
.........15 3. Käsuformaadid - 0, 1, 2, 3 ja 1,5 aadressiga arvutid................................................................15 10. PILET.........................................................................................................................................15 1. Aritmeetika-loogika seade (ALU) ...........................................................................................15 2. Vahemälu (Cache) organiseerimine: otsevastavusega, assotsiatiivne ja kogumassotsiatiivne. ......................................................................................................................................................15 3. Printerid....................................................................................................................................16 11. PILET.........................................................................................................................................17 1. Trigerid.............................
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
juhtautomaadi juhtsignaalid. Juhtautomaat on käsu täitmise algoritmi riistvaraline realisatsioon loogikaskeemina. Jäik loogika: realiseeritakse algoritm loogikaskeemina kristalli pinnal. Iga muutus käsusüsteemis = uus loogikaskeem. Mikroprogrammeeritav: kui mikroprogrammi hoitakse püsimälus, siis saab käsusüsteemis teha muudatusi ilma uut loogikaskeemi koostamata. Vahemälu organiseerimine: otsevastavus, assotsiatiivne, kogumassotsiatiivne Vahemälus säilitatakse sagedamini vaja olevat osa programmist, mida on protsessori käsu täitmisel korduvalt vaja. Põhimälust loetud infot säilitatakse koos aadressiga vahemälus. See teeb protsessori töö kiiremaks. Tavaliselt kasutatakse realiseerimiseks SRAM-i. Otsevastavus: lihtsaim vahemälu organiseerimisviis. Infot loetakse mälust plokkidena, mälu on jaotatud segmentideks, millest iga sisaldab teatud hulga plokke. Aadress sisaldab segmendi, ploki ja sõna aadressi
Vahemälus asendatav info säilib alati põhimälus ja seda saab sealt alati uuesti vahemällu laadida. Vahemälu on ühe osa põhimälu koopia. Loomulikult peab olema tagatud, et kui midagi vahemälus muudetakse, siis muudetakse ka vastavat osa põhimälus. 6.1. Vahemälu organiseerimine Kasutatakse kolme vahemälu organiseerimisviisi: Otsevastavusega vahemälu (Direct-mapped cache); Assotsiatiivne vahemälu (Associative-mapped cache); Kogumassotsiatiivne vahemälu (Set associative-mapped cache). 1. Otsevastavusega vahemälu Otsevastavusega vahemälu on üks lihtsamaid vahemälu organiseerimisviise. Infot loetakse mälust plokkidena (Line - minimaalne vahemäluga vahetatav info hulk (4-16 baiti)). Mälu on jagatud segmentideks (Set), millest igaüks sisaldab teatud hulga plokke. Otsevastavusega vahemälus sisaldab aadress seega segmendi aadressi, ploki aadressi ja sõna aadressi (joonis 3.50). Vahemälus on igal plokil oma koht
muutub ka kogu ekraani mahtuvus, mis mõjutab ka vahelduvvoolu. Kui erinevate ekraani punktide puudutuse mõju on teada (kalibreeritud), saab määrata ka puutepunkti koordinaaadid. Pilet 20 1. Multipleksor, demultipleksor. Vaata Pilet6 2. Virtuaalmälu. - Vaata pilet 20 3. Puutetundlikud ekraanid. Vaata Pilet19 Pilet 22 1. Aritmeettika-loogika seade (ALU). 2. Vahemälu (Cache) organiseerimine: otsevastavusega, assotsiatiivne ja kogumassotsiatiivne 3. Printerid. Aritmeettika-loogika seade (ALU). Sõltumata arvuti ja protsessori ehitusest on arvutis alati üks skeemiosa, kus teostatakse otsesed arvutustehted ja muu infotöötlus - nimelt aritmeetika-loogikaseade ehk ALU (Arithmetical and Logical Unit). 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
*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. XXII. Vahemälu(Cache) organiseerimine: otsevastavusega, assotsiatiivne ja kogumassotsiatiivne Vahemälu/telefonimärkmik. Vahemälus säilitatakse sagedamini vaja olevat osa programmist, 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. Alati on võimalik
Lugemisel arvestatakse peegeldunud valguse intensiivsuse jms-ga. Tavaliselt peegeldub valgusest 75% tagasi, üleminekul 10%. CD-R aluse ja peegelduva kihi vahel on orgaanilisest materjalist kiht, mille kuumutamine muudab seda läbipaistvaks. Laser peab seda lohuks. CD-RW orgaanilise kihi kuumutamisel 300C-ni see kristalliseerub (erase), 600C-ni aga muutub amorfseks (write). PILET 5. Vahemälu (Cache) organiseerimine (otsevastavusega, assotsiatiivne, 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.
MDR MDR MDR MDR Data bus Aritmeettika-loogika seade (ALU) Aritmeetika-Loogikaseadme ülesandeks on mitmekohaliste kahendarvudega erinevate aritmeetiliste ja loogiliste tehete tegemine. Tehe, mida teha, määratakse juhtsisenditega, operandid andmesisenditega. Iga järgu jaoks arvutatakse väljundi väärtus iseseisvalt. Vahemälu (Cache) organiseerimine: otsevastavusega, assotsiatiivne ja kogumassotsiatiivne Vahemälu e peidikmälu protsessori sees. Programmeerija eest varjatud. Väga kiire. Kasulik, kuna paljusid operande, mälusõnu tuleb protsessori töös kasutada korduvalt. Seepärast salvestatakse viimatitöödeldud andmed ka cache-s. Cache'i kontroller analüüsib protsessorist mälu poole minevaid aadresse, juhul kui mälusõna leitakse cache'ist (hit), võetakse see sealt. Cache'i organiseerimise viisid:
Tekib suurem peegelddus. Pindakustilised lained. Vähe levinud. Pindakustilised lained tekitatakse ekraani nurkades piesogeneraatorite abil. Jõutundlik puuteekraan. Kasut pangaautomaatides jne. Puutepind kinnitatakse piesoanduritele, mis muudavad füüsilise jõu elektrisignaaliks. Mida suurem surve, seda suurem on tekkiv laeng. Pilet 22 1. Aritmeettika-loogika seade (ALU). 2. Vahemälu (Cache) organiseerimine: otsevastavusega, assotsiatiivne ja kogumassotsiatiivne 3. Printerid. Aritmeettika-loogika seade (ALU). ALU on kombinatsiooniskeem, mis teeb teatud hulka aritmeetika- ja loogikaoperatsioone. Need on baasoperatsioonid, mida tehakse protsessoris otse riistvaras. Tabelis määrab M, ks tegemist on aritmeetika või loogikarežiimiga ning konkreetse operatsiooni määravad sisendite Sn- 1 kuni S0 väärtused. Iga operatsiooni jaoks on ALU-s oma loogikaskeem. ALU on kombinatsiooniskeem ja tal puudub mälu omadus. ALU on kahejärguline
arvutustehted ja muu infotöötlus nimelt aritmeetikaloogikaseade ehk ALU (Arithmetical and Logical Unit). 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). VAHEMÄLU(CACHE) ORGANISEERIMINE: OTSEVASTAVUSEGA, ASSOTSIATIIVNE JA KOGUMASSOTSIATIIVNE Vahemälu e peidikmälu protsessori sees. Programmeerija eest varjatud. Väga kiire. Kasulik, kuna paljusid operande, mälusõnu tuleb protsessori töös kasutada korduvalt. Seepärast salvestatakse viimatitöödeldud andmed ka caches. Cache'i kontroller analüüsib protsessorist mälu poole minevaid aadresse, juhul kui mälusõna leitakse cache'ist (hit), võetakse see sealt. Cache'i organiseerimise viisid: otsevastavusega (directmapped) info lugemine mälust toimub gruppidena (LINE)
(2) operandi, millega tehet soovitakse sooritada. b) Läbi n kontrollsisendi reguleeritakse millist tehet parasjagu tehakse. c) Clockitakse operandid läbi tehtele vastava kombinatsiooniskeemi ning mux-id kommuteerivad väljundisse õiged väärtused iga arvujärgu jaoks. d) ALU väljund clockitakse tagasi kas protsessori andmeregistrisse või suvapöördusmällu. 2. VAHEMÄLU (Cache) ORGANISEERIMINE: OTSEVASTAVUSEGA, ASSOTSIATIIVNE JA KOGUMASSOTSIATIIVNE Ehk peidikmälu. Programmeerija eest varjatud. Väga kiire. Kasulik kuna paljusid operande, mälusõnu tuleb protsessori töös kasutada korduvalt. Salvestatakse viimatitöödeldud andmed. Cache'i kontroller analüüüsib protsessorist mälu poole minevaid aadresse juhul, kui mälusõna leitakse Cache-st (hit), võetakse see sealt. OTSEVASTAVUSEGA lihtsaim. Info põhimälus jaotatud ridadeks (Line), mis omakorda paiknevad segmentides (Set)
Hinnanguline õige 82%. Dünamiiline hargnemiste ennustamine: Jälgitakse pidevalt programmi täitmise kulgu, Igas olekus 2 bitti. Vasakpoolne näitab ennustust: 1- tuleb siire 0-ei tule siiret. Parem näitab eelmise siirde tulemust: 0 – ei tulnud siiret, 1-tuli siire. Sedasi saab vale ennustuse teha kahel korral, mille järel muudetakse ennustust. Hinnaguline 90% Vahemälu (Cache) organiseerimine: otsevastavusega, assotsiatiivne ja kogumassotsiatiivne. Pöördumine mälu poole on protsessori töökiirusega võrreldes väga aeglane. Mälu mis töötaks protsessesori taktsagedusel oleks vajaliku mahtude juures liiga kallis. Aeglase põhimälu poole pöördumine tekitab olukorra, kus kiire protsessor peab ootama andmete ja käskude saamist põhimälust. Lahenduseks on vahemälu, kus hoitakse sagedamini kasutatavat osa programmist. Vahemälu on kiire kuid väikesemahuline. Alati on võimalik vahemälus mõni osa asendada teise infoga
VT II piletit...............................................................33 XXII......................................................................................................................................... 33 1. Aritmeetika-loogika seade (ALU).....................................................................................33 2. Vahemälu (Cache) organiseerimine: otsevastavusega, assotsiatiivne ja kogumassotsiatiivne............................................................................................................ 34 3. Printerid, värvitrükk......................................................................................................... 35 XXIII........................................................................................................................................ 36 1. Trigerid. VT I piletit...........................................................................
-igast segmendist saab korraga sees olla 1 line +andmete update põhimälus lihtne associatice mapped mälus on aadresside asemel teat. osad line'st (tag) + line. Identifitseerimine toimub tag'i kaudu -uuendamine: Least Recently Used, Least Frequently Used, First In First Out, Random andmete kirjutamine cache'i write-through korraga muutused cache's & põhimälus (486) write-back põhimälu update'itakse cache'i bloki asendamisel (Pentium) kogumassotsiatiivne vahemälu n cache segmenti on järjestikku ühendet. Hit ühes = NO hit teistes. L1 inside CPU: Instruction Cache (16KB) + Data Cache (64KB) L2 outside CPU: 0.5..1MB L3 on the motherboard: SRAM 1..5MB Arvuti mälu cell pesik, mälu elementaarkomponent, mis sisaldab 1bit infot word pesa, mälu ühik, millele viitab 1 aadress capacity mälu maht (Bytes) density capacity / size, tihedus access time pöördusaeg, aeg mälu poole pöördumisest andmete saamiseni
-igast segmendist saab korraga sees olla 1 line +andmete update põhimälus lihtne associatice mapped mälus on aadresside asemel teat. osad line'st (tag) + line. Identifitseerimine toimub tag'i kaudu -uuendamine: Least Recently Used, Least Frequently Used, First In First Out, Random andmete kirjutamine cache'i write-through korraga muutused cache's & põhimälus (486) write-back põhimälu update'itakse cache'i bloki asendamisel (Pentium) kogumassotsiatiivne vahemälu n cache segmenti on järjestikku ühendet. Hit ühes = NO hit teistes. L1 inside CPU: Instruction Cache (16KB) + Data Cache (64KB) L2 outside CPU: 0.5..1MB L3 on the motherboard: SRAM 1..5MB Arvuti mälu cell pesik, mälu elementaarkomponent, mis sisaldab 1bit infot word pesa, mälu ühik, millele viitab 1 aadress capacity mälu maht (Bytes) density capacity / size, tihedus access time pöördusaeg, aeg mälu poole pöördumisest andmete saamiseni
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 peab olema põhimälu koopia. Kasutusel on kaks erinevat strateegiat. Andmete kirjutamine vahemälust põhimällu : Write-through, korraga muutused kirjutada vahemällu ja põhimälu (486) Write-back, kirjutatakse põhimällu vahemälu grupi asendamisel. Näide: Line on 16 baiti s.o. neli 32 bitist sõna. Mälu on 1 Mb ja seega koosneb 64 K linest. Cache koosneb 4096-st linest. Et laetud cachesse võib olla laetud ükstaskõik milline 64 K lineston tag 16 bitine. Kogumassotsiatiivne vahemälu (Set associative-mapped cache): Set associative-mapped cache –kompromiss direct-mapped ja täielikult associative cache vahel. 18.Puutetundlikud ekraanid. Takistusel põhinev: 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. Alalisvool. Mahtuvusel põhinev: Ekraani igas nurgas on vahelduvvool. Kui asetada sõrm
Kasutusel on kaks erinevat strateegiat. Andmete kirjutamine vahemälust põhimällu : Write-through, korraga muutused kirjutada vahemällu ja põhimälu (486) Write-back, kirjutatakse põhimällu vahemälu grupi asendamisel. Näide: Line on 16 baiti s.o. neli 32 bitist sõna. Mälu on 1 Mb ja seega koosneb 64 K linest. Cache koosneb 4096-st linest. Et laetud cachesse võib olla laetud ükstaskõik milline 64 K lineston tag 16 bitine. Kogumassotsiatiivne vahemälu (Set associative-mapped cache): Set associative-mapped cache kompromiss direct-mapped ja täielikult associative cache vahel. 28 Näide: 2-way set assotciative cache. Vahemälu tasemed: Level 1 cache - tavaliselt CPU korpuse sees. Käsu peidikmälu (Instruction Cache) umbes 16 Kb ja andmete peidikmälu (Data Cache) umbes 64 Kb. Level 2 cache - väljaspool CPU korpust. Tavaliselt segamini andmed ja käsud. Maht umbes 0,5
Kasutusel on kaks erinevat strateegiat. Andmete kirjutamine vahemälust põhimällu : Write-through, korraga muutused kirjutada vahemällu ja põhimälu (486) Write-back, kirjutatakse põhimällu vahemälu grupi asendamisel. Näide: Line on 16 baiti s.o. neli 32 bitist sõna. Mälu on 1 Mb ja seega koosneb 64 K linest. Cache koosneb 4096-st linest. Et laetud cachesse võib olla laetud ükstaskõik milline 64 K lineston tag 16 bitine. Kogumassotsiatiivne vahemälu (Set associative-mapped cache): Set associative-mapped cache kompromiss direct-mapped ja täielikult associative cache vahel. 28 Näide: 2-way set assotciative cache. Vahemälu tasemed: Level 1 cache - tavaliselt CPU korpuse sees. Käsu peidikmälu (Instruction Cache) umbes 16 Kb ja andmete peidikmälu (Data Cache) umbes 64 Kb. Level 2 cache - väljaspool CPU korpust. Tavaliselt segamini andmed ja käsud. Maht umbes 0,5
muutus ka põhimällu. Vahemälu peab olema põhimälu koopia. Kasutusel on kaks erinevat vahemälust põhimällu kirjutamise strateegiat: ·Write-through, korraga muutused kirjutada vahemällu ja põhimälu (486) ·Write-back, kirjutatakse põhimällu vahemälu grupi asendamisel, DMA või mõne teise siinihõive õigusega seadme pöördumisel antud aadressil või ka kui ei ole piisavalt kaua andmeid põhimällu kirjutatud (Pentium). Kogumassotsiatiivne vahemälu (Set associative-mapped cache): Set associative-mapped cache kompromiss direct-mapped ja täielikult associative cache vahel. Näide: 2-way set assotciative cache. 17. Arvuti mälu klassifikatsioon (Computer memory classification) Nõuded mälule on vastuolulised : ·Võimalikult suur maht ·Võimalikult väikesel infokandjal/salvestajal (suur tihedus) ·Võimalikult väike põõrdumise aeg (kiire) ·Võimalikult väike energiatarve
Vahemälu peab olema põhimälu koopia. Kasutusel on kaks erinevat strateegiat. Andmete kirjutamine vahemälust põhimällu: Write-through, korraga muutused kirjutada vahemällu ja põhimälu (486) Write-back, kirjutatakse põhimällu vahemälu grupi asendamisel. Näide: Line on 16 baiti s.o. neli 32 bitist sõna. Mälu on 1 Mb ja seega koosneb 64 K linest. Cache koosneb 4096-st linest. Et laetud cachesse võib olla laetud ükstaskõik milline 64 K lineston tag 16 bitine. Kogumassotsiatiivne vahemälu (Set associative-mapped cache): Set associative-mapped cache –kompromiss direct-mapped ja täielikult associative cache vahel. Vahemälu tasemed: Level 1 cache - tavaliselt CPU korpuse sees. Käsu peidikmälu (Instruction Cache) umbes 16 Kb ja andmete peidikmälu (Data Cache) umbes 64 Kb. Level 2 cache - väljaspool CPU korpust. Tavaliselt segamini andmed ja käsud. Maht umbes 0,5 kuni 1 Mb. 11. Enamkasutatavaid kombinatsioonskeeme välistav või (eXclusive-OR)
annaabi.ee 
