vastupidine olek. Frondiga sünkroniseeritav JK-triger Realiseerub D-trigeri baasil. T-TRIGER (Toggle) 1infosisendiga, iga järgmine impulss muudab trigeri oleku vastupidiseks, nn. loendustriger. T-trigeriks nim ka loenustrigeriks. T-trigerit kasutatakse tihti sageduse jagamisel ja oendurites. Väljendub XOR kaudu. T- trigeril sõltub väljundi uus väärtus alati eelmisest väljundi väärtusest. Asünkroonsete asendussisenditega trigerid Viib trigeri algolekusse. Konveier protsessoris ja mälus Käsu täitmise protsessoris võib jagada teatud sõltumatuteks etappideks. Näiteks on siin käsk jagatud neljaks etapiks: 1) IF Instruction Fetch (Käsu laadimine) + Instruction Decode (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:
Arvutid I – Eksamipiletid Sisukord I................................................................................................................................................ 3 1. Trigerid.............................................................................................................................. 3 2. Konveier protsessoris ja mälus.......................................................................................... 5 3. Siirete (hargnemiste) ennustamine (Branch Prediction)....................................................6 II............................................................................................................................................... 6 1. Loendurid.........................................................................................................................
vahemälu (L2)? 8 MB Kui suur on Intel Core TM 2 Extreme protsessori (protsessori numbriga X6800) vahemälu (L2)? 4 MB Kui suur on Intel Core TM 2 Duo protsessori (protsessori numbriga E4300) vahemälu (L2)? 2 MB Kui suur on Intel Core TM 2 Duo protsessori (protsessori numbriga E6700) vahemälu (L2)? 4 MB Kui suur on Intel Core TM 2 Duo protsessori (protsessori numbriga T7600) vahemälu (L2)? 4 MB Mitu tuuma saavad kasutada Intel Core TM 2 Quad protsessoris sama vahemälu? 2 Millised allpoolnimetatud Inteli firma protsessorid on valmistatud Intel Core TM 2 Extreme tehnoloogiat kasutades? QX6700; X6800 Millised allpoolnimetatud Inteli firma protsessorid on valmistatud Intel Core TM 2 Duo tehnoloogiat kasutades? E6400; E6600; T7600; E6300; T7200; T5600; T7400; E4300; E6700; T5500 Millised allpoolnimetatud Inteli firma protsessorid on valmistatud Intel Core TM Duo tehnoloogiat kasutades? T2700; T2300; T2400; T2600; T2500
. 1 . 1. - -. - . 1 , . R Qt+1 0 Qt 1 Qt - C T Qt+1 0 x Qt 1 0 Qt 1 1 Qt - D- ( ) - , . C D Qt+1 0 x Qt 1 0 0 1 1 1 JK- , RS-, 1,2,3,4. RS- J K. RS- . , RS- . RS-. JK- D, T RS-. Konveier protsessoris ja mälus PROTSESSOR: : 1. (. Instruction Fetch); 2. (. Instruction Decode) (. Register fetch); 3. (. Execute); 4. (. Memory access); 5. (. Register write back); 1 , 4 . : IF OF OE OS IF OF OE OS IF 1 2 : 1 2 3 4 5 6 7 8 1 IF OF OE OS 2 IF OF OE OS 3 IF OF OE OS 4 IF OF OE OS 5 IF OF OE OS MEMORY:
Järjesti määrab rutiinid, mis suunatakse protsessorisse töötlemisele. Järjestite liigid, mida rakendatakse protsesside ohjel, on süsteemiti varieeruv. 15. Programmide ja protsesside järjestamise etapid. Kaugjärjesti – kasutatakse harva. Ülesandeks on otsustada, millised protsessid suunatakes valmisolevate protsesside jadasse. Vahejärjesti – tegeleb põhimälu dünaamilise jaotamisega protsesside vahel, mida parajasti protsessoris töödeldakse. Lähijärjesti – tegeleb otseselt protsessoris käivitavate protsesside väljavalimisega kõigi põhimälus resideerivate protsesside seast. Jaoturi - (dispetšeri) ülesandeks on lähijärjesti poolt välja valitud protsessi edastamine protsessorisse ja protsessi poolt vajatavate registrite ettevalmistamine tööks. Protsesside järjestamine võib toimuda kas mittetõrjuvalt (protsess on jõudnud
1.1.Protsessori kirjeldus 1.2.Data ja Address Buses (andme ja adresseerimise kanalid) - Protsessor ja mälu 2.Inimese närvisüsteem 3.Kiibistik ehk protsessori närvisüsteem 4.Seos närvisüsteemi ja protsessori vahel 5.Skeemid 1.Teema sissejuhatus mis on protsessor? Arvuti protsessor on arvuti aju. Nii ütlevad figuratiivsed narratiivid. Aga tõsi, protsessor on see aparaat (mikroskeem ehk chip) mis reaalselt liidab ja korrutab kahendarve. Arvutamine protsessoris toimub sama tehnikaga nagu tavaliste st. kümnendarvudega paberi ja pliiatsiga arvutamisel. Miks talle just meelepärsed kahendarvud on sellepärast, et tema tegeleb tegelikult elektriga: 1 on signaali kõrge nivoo ja 0 madal nivoo. 1.1.Protsessori kirjeldus Assembler keeles programmeerimine on arvutikeel, mis mõnede asjatundjate meelest ei klassifitseerugi keeleks. Assembler on järgnevus sisuliselt masinkeelseid protsessori käske
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,
Arvutid I eksamipiletid ja vastused 1. PILET.............................................................................................................................................4 1. Trigerid.......................................................................................................................................4 2. Konveier protsessoris ja mälus...................................................................................................5 3. Suvapöördusmälud.....................................................................................................................5 2. PILET.............................................................................................................................................6 1. Loendurid...............................................................................
Trigereid kasutatakse skeemides, kus on vaja saada tagasisidet, nt mälu vaatamine. (Sünkroonne ühetaktiline SR-triger erineb asünkroonsest selle poolest, et trigeri olek muutub vaid kindlatel sünkroimpulssidega määratud ajahetkedel. Lisaks infosisenditele S ja R on ka sünkroniseerimissisend C (clock). Sünkroniseeritud infosisend toimub hetkel, mil saabub sünkroniseerimissignaal). 2. KONVEIER PROTSESSORIS JA MÄLUS Käsu täitmine protsessoris jagatud neljaks sõltumatuks etapiks: 1) IF Instruction Fetch (Käsu laadimine) + Instruction Decode 2) OF Operand Fetch (Operandi laadimine) 3) OE Operand Execute (Operatsiooni täitmine ALU-s) 4) OS Operand Store (Resultaadi salvestamine) Iga etapi tätmisel rakendatud vaid 25% täielikust potentsiaalist. Käskude täitmise efektiivsust aitab tõsta RISC (Reduced Instruction Set Computing) ideoloogia
S - 1. . S R Qt-1 0 0 Qt 0 1 0 1 0 1 1 1 _ RS- . 0. RS-. , S R, . 1 . 1. - - -. - . 1 , . R Qt+1 0 Qt 1 Qt - C T Qt+1 0 x Qt 1 0 Qt 1 1 Qt - D- ( ) - , . C D Qt+1 0 x Qt 1 0 0 1 1 1 JK- , RS-, 1,2,3,4. RS- J K. RS- . , RS- . RS-. JK- D, T RS-. 2. Konveier protsessoris ja mälus PROTSESSOR: : 1) (. Instruction Fetch); 2) (. Instruction Decode) (. Register fetch); 3)(. Execute); 4) (. Memory access); 5) (. Register write back); 1 , 4 . : IF OF OE OS IF OF OE OS IF 1 2 : 1 2 3 4 5 6 7 8 1 IF OF OE OS 2 IF OF OE OS 3 IF OF OE OS 4 IF OF OE OS 5 IF OF OE OS MEMORY: 3. Suvapöördusmälud
Kui C=1, siis antakse trigerile D väärtus, kas 0 või 1, oleneb D väärtusest. Seega säilitab D triger oma väärtust seni kuni tuleb uuesti clock sisendisse1. Ehk kui C=1, Q=D ja C läheb nulliks(C=0), nüüd on trigeri väärtus Q=D kuni aja t pärast tuleb uuesti sisend C=1 ja siis saab Q väärtuseks jälle D väärtus. C D Qt 0 - Qt-1 1 1 1 1 0 0 Konveier protsessoris ja mälus Käsu täitmise protsessoris võib jagada teatud sõltumatuteks etappideks. Näiteks on siin käsk jagatud neljaks etapiks: 1) IF Instruction Fetch (Käsu laadimine) + Instruction Decode 2) OF Operand Fetch (Operandi laadimine) 3) OE Operand Execute ( Operatsioni täitmine ALU-s) 4) OS Operand Store ( Resutaadi salvestamine) Programmi täitmine ilma konveierita:
realisatsioonis (loob eeldused arvutiperede tekkeks). Arvuti arhitektuuri elemendid: - arvuti käsustik - adresseerimise viisid - adresseerimise meetodid (mälu segmenteerimine ja pagineerimine virtuaalmälus) - arvuti registrite (loogiline) süsteem - mäluruumi (loogiline) korraldus Arvuti mikroarhitektuuri elemendid: - arvuti (protsessori) siinstruktuurid - mälusüsteemi füüsiline korraldus (põhimälu, vahemälud) - konveierid protsessoris ja nende korraldus - protsessori töötlusüksuste koosseis - S/V-kanalite korraldus - spetsiifilised lülitused (TLB, DMA, ROB jt) Arvuti keskseade //CPU – Central Processing Unit//, st keskprotsessorit sisaldav töötlusseade võib sisaldada kas ühe või enam protsessorit (protsessorelementi). 4. Klassikalised arvutiarhitektuurid (Princetoni, Harvardi ja modifitseeritud Harvardi arhitektuur). Princetoni ehk von Neumanni arhitektuur Iseloomulikud tunnused:
väärtus ja võtab eelmise olekuga vastupidise oleku: J K Qt 0 0 Qt-1 01 0 10 1 11 ^Qt 5) 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 2. 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
ARVUTITE EKSAM PILETID PILET 1. Käsu täitmine protsessoris. Teisisõnu fetch-decode-execute tsükkel. Protsessor viib käsu täide iga käsu väikeste sammude seeriana. Umbkaudu on need sammud järgmised: järgmise käsu haaramine käsuregistrisse -> käsuloenduri muutmine nii, et ta viitaks järgmisele käsule -> teha kindlaks käsu tüüp -> juhul, kui käsk kasutab sõna, mis on juba mälus, siis teha kindlaks, kus see mälus asub -> vajaduse korral haarata see sõna ja viia see protsessori
Väiksemate multipleksorite baasil saab alati realiseerida suuremaid. Multipleksor võimaldab realiseerida suvalisi loogikafunktsioone. ˇ Demultipleksor on andmekommutaator, milllel on 1 andmesisend ja mitu andmeväljundit. Vastavalt juhtsisenditele juhitakse andmesisend ühte väljundisse. Aritmeetika-loogika seade (ALU). ALU on kombinatsioonskeem, mis teeb teatud hulka aritmeetika ja loogikafunktsioone. Need on baasoperatsioonid , mida tehakse protsessoris otse riistvaras. Näiteks liitmine ja lahutamine aritmeetika poolelt ja EI JA VÕI loogika poolelt. Eeldame, et meil on võrdselt aritmeetika ja loogikafunktsiooni. Tabelis määrab M kas tegemist on aritmeetika või loogikareziimiga ning konkreetse funktsiooni määravad valiku sisendite väärtused. ALUl on andmesisendid, mis on üldjuhul k-järgulised. Operandid a ja b ning resultaat Y on k-järgulised kahendarvud. Iga operatsiooni jaoks on ALUs oma loogikaskeem. ALU on
V: AMD Athlon 64, Intel Pentium 4 EM64T 8)Mida tähendab protsessorite juures lühend NUMA? V: Non-Uniform Memory Access 9)Mitme tuumaga koos Hyper-Threading tehnoloogiaga protsessoril on: V:Sama palju registri komplekte kui loogilisi protsessoreid, Sama palju täiturmootoreid kui protsessori tuumasid 10)Firma Intel < protsessori 80386SX andmesiin on.. V: 16 bitine 4.test Protsessorid 2 1)Milline on transistori värava suurus (LGATE) protsessoris Intel Core i5 (protsessori numbriga 3350P)? V: 22nm 2)Mitu tuuma saavad kasutada Intel Coretm2 Duo protsessoris sama vahemälu? V: 2 3)Millise taktsagedusega töötab Intel Core TM2 Duo protsessor(protsessori numbriga E6700)? V: 2,66 GHz 4)Milline on protsessori Intel Core tm Duo (protsessori numbriga L2300) võimsustarve? V: 15W 5)Kuidas nim neid tehnoloogiaid, mis vähendavad energia säästmiseks protsessori taktsagedust? V: Intel SpeedStep, AMD PowerNow
mäluseade, juhtseade ja sisend-väljundseadmed 1 kilobait on 1024 baiti A Programmifailid sisaldavad: korraldusi ehk käske arvutile Lauaarvuti korpuses asuvad: emaplaat, välismäluseadmed, toiteplokk ja teised olulised seadmed 2. Test Siiniks nimetatakse arvutiseadmete vahelist infoedastusteed Järgulisuseks nimetatakse bittide arvu, mida protsessor suudab üheaegselt töödelda Protsessori taktsageduseks nimetatakse taktide kordumise sagedust protsessoris Konveiermeetodi kasutamine mikroprotsessoris suurendab protsessori töökiirust Milline väide järgnevatest on õige? Püsimälu ROM on ette nähtud ainult lugemiseks Kaasaegsete arvutite vahemälu Level 2 cache asub mikroprotsessori sees Milline järgmistest arvutiosadest ei asu emaplaadil? Kõvaketas Sisemisteks nimetatakse siine, mis ühendavad emaplaati mingi välisseadme (näiteks kuvari) adapteriga
Õige vastus on: Hyper Transport. Küsimus 5 Millised allpoolnimetatud Inteli firma protsessorid on valmistatud Intel CoreTM2 Extreme tehnoloogiat kasutades? Õige vastus on: X6800, QX6700. Küsimus 6 Kui suur on Intel CoreTM2 Extreme protsessori (protsessori numbriga X6800) vahemälu (L2)? Õige vastus on: 4 MB. Küsimus 7 Kui suur on Intel CoreTMi3 protsessori (protsessori numbriga 530) vahemälu? Õige vastus on: 4 MB. Küsimus 8 Mitu tuuma saavad kasutada Intel CoreTM2 Duo protsessoris sama vahemälu? Õige vastus on: 2. Küsimus 9 Milline on transistori värava suurus (LGATE) protsessoris Intel Core i5 (protsessori numbriga 661) Õige vastus on: 32nm. Küsimus 10 Milline on transistori värava suurus (LGATE) protsessoris Intel<--> CoreTM2 Duo (protsessori numbriga E6540) Õige vastus on: 65nm. Küsimus 11 Milline on transistori värava suurus (LGATE) protsessoris Intel<--> CoreTM2 Duo (protsessori numbriga E8190) Õige vastus on: 45nm.
0=Q(t1), 1=Q t 1 D (delay) andmesisendiga, säilitab niikaua eelmise väärtuse kuni clock sisendisse tuleb 1. Sõltub D väärtusest. Saab säilitada lühiajalist infot. 0=Q(t1), 10=0, 11=1. JK (jumpkey) universaalsisendiga, nagu RS, aga pole keelatud kombinatsiooni 11. 11 korral muudab oleku vastupidiseks. 00=Q(t1), 01=0, 10=1, 11=Q t 1 . KONVEIER PROTSESSORIS JA MÄLUS Käsu täitmise protsessoris võib jagada teatud sõltumatuteks etappideks.Näiteks neljaks etapiks: 1) IF Instruction Fetch (Käsu laadimine) + Instruction Decode 2) OF Operand Fetch (Operandi laadimine) 3) OE Operand Execute (Operatsioni täitmine ALUs) 4) OS Operand Store (Resutaadi salvestamine)
........................ 2 2. Enamkasutatavad kombinatsioonskeemid (41-79) ................................................................. 3 3. Enamkasutatavad järjestiskeemid (80-124) ............................................................................ 4 4. Protsessori struktuur: käsuloendur, käsuregister, käsu dekooder, juhtautomaat ja operatsioonautomaat (125-132) ..................................................................................................... 5 5. Konveier protsessoris ja mälus (163-167 mälu + 184 cpu) .................................................... 8 6. Vahemälu (Cache) (171-182) ................................................................................................ 10 7. Protsessori töö kiirendamine: superskalaarne protsessor, konveier, SIMD, spekulatiivne täitmine, mitmetuumalised protsessorid (183-186) ..................................................................... 12 8. Arvuti mälu hierarhia (188-189) ..........................
............................... 4 2 Protsess Protsess on käskude jada teatud olekus. Kõik protsessid mis töötavad operatsiooni süsteemi peal omavad protesssi juhtblokki mis sisaldab infot protsessi kohta, nagu protsessi number, olek ja ka protsessi asukohta mälus. Protsessi olekud Protsessidel võivad olla mitmed olekud, mis nende tööd juhivad: valmis ootab kuni protsessor vabaneb töös on hetkel protsessoris töötlemisel blokeeritud ei saa käivituda kas siis kui protsessor on vaba Kui toimub katkestus, katkestatakse protsess protsessori poolt ja protsessi olek ja andmed salvestatakse protsessi juhtblokki, seejärel laetakse mõni teine protsess. Kui protsessihaldur tahab järgmist protsessi töötlemisele saata,muudab ta selle protsessi oleku töötavaks ja laeb koos eelnevalt salvestatud andmetega protessorisse.
) Enamik arvuteid seisavad silmitsi rohkem kui ühe katkestusega. Mõned katkestuste päringud on seotud lisaseadmetega ja nõuavad kohest tähelepanu, samas kui on teisi väliseid seadmeid, millega nii kiire ei ole (näiteks klaviatuur). Täpsuse huvides tuleks mainida, et protsessori katkestuste päringute sisend on ühendatud välisseadmete liidesega, mitte välisseadme endaga otse. VI. Konveier protsessoris ja mälus /163-167/ Kui käsk on jagatud neljaks etapiks ja käske täidetakse konveierita, oleks igal taktil hõivatud ainult 25% protsessorist. Konveier kiirendab protsessori tööd, kuna võimaldab täita käske paralleelselt. Konveier ei kiirenda üksiku käsu täitmise kiirust, kuid ajaühikus täidetakse rohkem käske. Tootlikust tõstab konveier ainult siis, kui seda pole vaja vahepeal peatada või uuesti käivitada. Tõhusust vähendavad:
Sama võimsusega arvuti võib kaasajal olla juba matemaatiliste funktsioonidega kalkulaator. Kiipide tootmise tehnoloogiaid. Esimesedkiibid loodi enamasti vaakumaaurustamise teel. Kaasajal kasutatakse söövitamist ja peenkeemilisi protseduure läbi vastavate maskide. Laserite abil saab luua veelgi peenema struktuuriga kiipe. Praegu suudetakse luua transistore, mis mahuksid ära grafiidiaatomisse. Esimese elektronarvuri ENIAC 1945, protsessoris oli 18000 elektronlampi. Nüüd mahuks sama võimsusega protsessor 0,5mm2 Kokkuvõte Siirdekiht p ja n-tüüpi pooljuhi vahel. Pn siire juhib voolu ainult suunas p-poolelt n-poolele, mis muudab siirde alaldavaks vaheldusvoolule. Siirdekihile vastav pooljuhiseade on diood. Transistor on pooljuhtseade elektrisignaalide võimendamiseks, muundamiseks, genereerimiseks. Kaasaja elektroonika põhielement on kiip e terviklõlitus., milles mõne ruutsentimeetri pinnale
.. slave lülitub esimesel taktil, master järgneval SR Set-Reset Triger ... seadesisendiga triger T-triger Toggle triger .. sisendisse impulsi andmisel muudab oleku vastupidiseks D delay triger ... säilitab niikaua eelmise väärtuse, kuni sisendisse antakse uus väärtus JK triger universaalsisenditega triger ... nagu SRt, ainult sisendi 11 korral, mis enne oli keelatud, muudab JK oleku vastupidiseks. Konveier protsessoris ja mälus protsessoris Kuulub RISC ideoloogia alla. IF instruction fetch OF operand fetch OE operand execute (ALU) OS operand store Kuna protsessor suudab korraga teha igast käsust ühte, kuluks ilma konveierita iga käsu täitmiseks 4 takti. Konveier võimaldab korraga ühe käsu IF, teise OF, kolmanda OE ja neljanda OS teostada. Nii surutakse käsu täitmise aega oluliselt kokku. Probleemiks on siirdekäsud, kuna IF teostatakse parajasti käsu jaoks, mida kavas polegi. Tekib 'mull'.
....... 17 käsudekooder (Instruction Decoder)......................................................................................18 juhtautomaat (CU - Control Unit)..........................................................................................18 operatsioonautomaat (Data Path)...........................................................................................19 1 Käsu täitmine protsessoris (Instruction Execution, fetch-decode-execute cycle)..................... 21 RISC - CISC protsessor.............................................................................................................22 Konveier protsessoris (Pipeline)................................................................................................23 Siirete (hargnemiste) ennustamine.(Branch Prediction)............................................................24 Peidikmälu, vahemälu (Cache)....
............................................................. 17 o käsudekooder (Instruction Decoder) ....................................................................................... 18 o juhtautomaat (CU - Control Unit) ........................................................................................... 18 o operatsioonautomaat (Data Path) ........................................................................................... 19 Käsu täitmine protsessoris (Instruction Execution, fetch-decode-execute cycle) ....................... 21 RISC - CISC protsessor............................................................................................................... 22 Konveier protsessoris (Pipeline) ................................................................................................. 23 Siirete (hargnemiste) ennustamine.(Branch Prediction) ............................................................. 24
modifitseerimise tunnuse ("muudetud"). Möödalask write-back cache'st võib nõuda kahte pöördumist põhimälu juurde: esiteks vahemälust andmeelementide üleskirjutamiseks, teiseks vajaliku andmeelemendi lugemiseks. Arvutiprotsessori (CPU) vahemälu on tavaliselt jaotatud mitmeks tasandiks (Layer). Tavalises protsessoris võib olla kuni 3 tasandit. Vahemälu tasand N+1 on üldiselt mõõtmetelt suurem ja andmete kättesaadavuse ja andmeedastuse kiiruselt aeglasem, kui vahemälu tase N. Kõige kiirem mälu on esimese taseme vahemälu Layer1 või L1. Tegelikult on ta protsessori lahutamatu osa, kuna asub protsessoriga ühel ja samal kristallil ja kuulub funktsioneerivate blokkide koosseisu. Protsessorites on vahemälu L1 tavaliselt jagatud kaheks vahemäluks,
Odavad kuvarid, aga lekked. Aktiivmaatriksiga LCD erinevus eelmisega seisneb selles, et iga vedelkristalli juures on oma transistor, mis juhib pinget. Passiivmaatriksiga OLED nii anood kui katood on ühelt poolt kaetud orgaanilise ainega. On valmistatud ribadena, mis on risti. Selle abil saab adresseerida kõiki punkte. Aktiivmaatriksiga OLED Kasutatakse TFT-maatriksit, millega määratakse heledus. Igal väljal 2 transistori. Käsu täitmine protsessoris (käsuloendur, käsuregister, käsu dekooder, op automaat, juhtautomaat) Käsukoodi laadimises saadetakse käsuloenduri sisu mälu aadressiregistrisse (MAR), modifitseeritakse käsuloenduri väärtust (PC = PC + 1) ja loetakse käsukood mälust registrisse. Käsu täitmine tähendab, et juhtautomaat genereerib iga käsu täitmiseks terve rea juhtsignaale. Käsukoodi dekodeerimisele järgneb hargnemine, kus igas harus genereeritakse juhtsignaalid, mis on vajalikud konkreetse käsu täitmiseks.
Joonis 1-10. Arvuti arhitektuur Inteli Q67 tugikiibistiku baasil Joonisel on toodud kaasaegse arvuti arhitektuuri plokkskeem, kus on näha arvutisüsteemi põhikomponendid eesotsas protsessoriga, milles sisaldub nii graafikakontroller kui ka mälukontroller. Protsessor on ühenduses teiste süsteemikomponentidega läbi kiire DMI (Direc tMemory Interface) liidese.Viimane asendab varem tuntud protsessori süsteemisiini (FSB - Front Side Bus) ja sarnaneb ülesehituselt PCI Express siinile. Protsessoris sisalduv graafikakiirendi on ühenduses väljundportidega FDI (Flexible Display Interface) liidese abil. Tugikiibistiku komponent (PCH -Platform Controller Hub) võimaldab arvutisüsteemil erinevad siinid suhtlemiseks välismaailmaga. Sealhulgas graafikapordid, PCIe ja PCI siinid, SATA liidese ja pordid, USB liidese ja pordid, helikaardi ja helipordid, võrgukaardi ja RJ-45 pordi. Joonisel on toodud ka SPI (Serial
Tolmuimeja Protsessor tolmuimejas kontrollib tema voolutarbimist, et ta käima pannes liiga palju voolu ei tarbiks. Seda nimetatakse ka Soft-Start funktsiooniks. Protsessoris on algoritm, mis minimaliseerib voolutarbimist tolmuimeja käimapaneku hetkel. Protsessorita tolmuimejad võivad käimapaneku hetkel tarbida kuni 60 amprit voolu. Selline suur ja järsk tarbimine võib põhjustada voolu kõikumist. Näiteks võib juhtuda, et valgustus läheb hetkeks tuhmiks. Hetkel on protsessoriga tolmuimejad küllaltki kallid, kuid mida aeg edasi, seda odavamaks nad muutuvad. (Foto 1. Automaatne tolmuimeja) Auto
Kirjutamisprotsessi ajal sideseansi katkestamine (kaardi eemaldamine lugeja juurest) võib kaardi kasutuskõlbmatuks muuta. Kirjutamisoperatsioon on oluliselt (>10 korra) aeglasem kui UID lugemine. Sedaliiki kaardi omahind on 2-5 korda kõrgem lihtsaima kaardi hinnast. Keerukuselt järgmised on nn RFID smartcardid, mis sisaldavad lisaks kaardi UID-le ja mälule ka suhteliselt keerukamaid funktsioone täita suutvat mikroprotsessorit. Enamasti on sellises protsessoris realiseeritud krüptofunktsioonid. Kaarte saab kasutada maksesüsteemides, kus makseseade loeb kaardil olevat summat, arvutab sealt ostu maha ja kirjutab sinna uue, väiksema summa. Selline on näiteks Soomes mitmekordselt kasutatav ehk uute piletitega laetav Mifare DESFire kaart. Kaart võib pöördumisprotsessi ajal rikneda, kaardi pöördumisaeg on oluliselt aeglasem kui UID lugemine. Kaardi tüüpiline omahind ca 10 korda kõrgem kui lihtsaimal kaardil.
naaberkoodid on koodid, mis erinevad teineteisest ainult ühe kahendjärgu poolest. Gray koodi puhul lülitub korraga ümber ainult 1 triger. Reversiivne loendur - Loendur, mis loendab 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. 2. Pinumälu(stack)realiseerimine ja kasutamine protsessoris. Pinumälu – LIFO ehk Last in, first out. On mälu poole pöördumise viis, registrisse viimasena kantud andmed saab esiemsenas välja võtta. Tegemist on protseduuriga, mis tegeleb andmestruktuuride loeteluga, kus järjest kantakse andmed registrisse, mis uuesti pealt järjest vastavalt vajadusele välja võetakse. Andmete lugemiseks või kirjutamiseks läheb vaja vaid ühte binaarkujul olevat viitava arvuti mälupiirkonnale, kust register algab
aadressi registrisse / protsessori teiste osade juhtimine. sisendud väljundid olekud üleminekud Mealy automaat: väljundfunktsioon sõltub nii olekutest kui sisenditest Moore'i automaat: väljundf.-n sõltub ainult olekust. algolek = lõppolek operaatorsõlm milles sooritatakse mingi tegevus tingimuslik sõlm hargnemine Jäiga loogikaga juhtautomaat milles algoritmi säilitatakse püsimälus 14. Käsu täitmine protsessoris: e. von Neumanni tsükkel. a) käsukoodi laadimine (käsuloendurisse) b) käsuleonduri modifitseerimine: PC:=PC+1 käsu aadress mälu aadressiregistrisse + read mälupesa sisu mälu puhverregistrisse mälu puhverregistrist kood käsuregistrisse + ALU-sse c) Käsukoodi dekodeerimine d) käsu täitmine juhtautomaadi sisendid, mille käsudekooder aktiveeris ALU seadistamine 15. RISC-CISC-protsessor: RISC Reduced Instruction Set Computer
aadressi registrisse / protsessori teiste osade juhtimine. sisendud väljundid olekud üleminekud Mealy automaat: väljundfunktsioon sõltub nii olekutest kui sisenditest Moore'i automaat: väljundf.-n sõltub ainult olekust. algolek = lõppolek operaatorsõlm milles sooritatakse mingi tegevus tingimuslik sõlm hargnemine Jäiga loogikaga juhtautomaat milles algoritmi säilitatakse püsimälus 14. Käsu täitmine protsessoris: e. von Neumanni tsükkel. a) käsukoodi laadimine (käsuloendurisse) b) käsuleonduri modifitseerimine: PC:=PC+1 käsu aadress mälu aadressiregistrisse + read mälupesa sisu mälu puhverregistrisse mälu puhverregistrist kood käsuregistrisse + ALU-sse c) Käsukoodi dekodeerimine d) käsu täitmine juhtautomaadi sisendid, mille käsudekooder aktiveeris ALU seadistamine 15. RISC-CISC-protsessor: RISC Reduced Instruction Set Computer
liikluse korraldamiseks võetud kasutusele erinevad süsteemi ressursid, millised(4)? 4p V: Nendeks on: Mäluaadressid, Sisend-väljund aadressid (I/O addresses), Katkestused (IRQ-Interrupt ReQuest), Otsemällupöördumise õigus (DMA - Direct Memory Access) 2. Mida ütleb ,,Moore seadus" ja kas tänapäeval see ka kehtib? 2p V: Moore'i seadus ütleb, et umbes iga kahe aasta järel on transistorite arv protsessoris kahekordistunud. Hetkeliselt see isegi veel kehtib. 3. Mis on AGP pesa ja mis kaart sellesse ühendatakse? 3p V: Kiirendatud graafikaport. Sinna pesasse ühendatakse videokaart mis oleks otse ühenduses protsessoriga. 4. Mis pesadega on tegemist, nimeta ülevalt alla? 3p V: 1.PCI-E(8x) 2.PCI pesa(16x) 3.PCI-E(8x) 4.PCI pesa(16x) 5.AGP 5. Põhjasilla ülesanded arvutis? 3p V: Põhjasilla peamiseks ülesandeks on ühendada arvuti protsessoriga muutmälu, PCI
suurema tükina korraga. 7 4 DMA töötlemine 1. Protsessor lõpetab käsiloleva töö ja annab BG (Bus Grant) signaali ootavale seadmele. 2. Seade võtab BG signaali vastu. 3. Protsessor saab kinnituse et BG signaal on vastu võetud ja jääb ootama aadressi ja andmeid seadmelt. 4. DMA seade edastab andmed allikast sihtkohta. 5. DMA andmed cachitakse protsessoris ja protsessor jälgib et BUS peal olev cachitud informatsiooni aadressid ei kattuks DMA omaga, kui seda juhtub siis protsessor kas tühistab sisese cache aadressi mis tal mälus või uuendab seda siis selle informatsiooniga mis talle antakse. 6. Kui DMA on lõpetanud siis edastatakse BR (bus release) signaal. 7. Protsessor võtab BR signaali vastu ja pöördub tagasi BUS andmete töötlemise juurde.
8. Meditsiiniseadmed (va kõik implatandid ja nakatanud tooted) 9. Seire- ja valveseadmed 10. Automaadid. Kõigil neil kategooriatel on ka alamkategooriad, mida siinkohal välja tooma ei hakka. Jäätmed, mida vaieldamatult kõige rohkem tekib, on kolmandast valdkonnast IT- ja telekommunikatsiooniseadmed. See on ka loogiline, kuna tegu on pidevalt areneva tööstusega Moore'i seadus ütleb, et kahe aasta jooksul kasvab transistoride arv protsessoris kaks korda. Nii muutub vanem tehnika väärtusetuks ning see läheb taaskasutusringi ning käib seal senikaua käest-kätte, kuni tuleb aeg viia ta utiili. Väga tähtis osa siinkohal on muidugi ka taaskasutamisel ka Eestis antakse ära vanu arvuteid ja monitore, mis on veel tegelikult töökorras, kuid inimestel pole neid lihtsalt enam vaja ning raha eest ei ole keegi nõus neid vastu võtma. Vahest isegi antakse mingi sümboolne tasu äraveo eest.
Vastavalt juhtsignaalile kommuteeritakse multipleksori väljundisse signaal ühest andmesisendist. Kommuteeritavate andmesendite arv võrdub 2n, kus n on juhtsisendite arv. Järelikult saab kahe juhtsisendiga ehk kahebitise koodiga kommuteerida 4 sisendit, kolme juhtsisendiga 8 sisendit jne. Piisava arvu sisenditega multipleksori abil saab realiseerida suvalisi loogikafunktsioone. Tähistused: 7. Konveier protsessoris ja mälus Protsessor töötleb (täidab) käske järjestikku, st järgmist käski hakatakse täitma pärast eelmise käsu täitmise lõppu. Käsu täitmine (käsutsükkel) koosneb üksikutest etappidest nagu käsu lugemine mälust, käskukoodi dekodeerimine ja käsu täitmine (käsuga määratud tegevuse sooritamine). Igal käsu täitmise etapil töötavaid aktiivselt ainult protsessori teatud osad, ülejäänud tegevuses ei osale
Kui te leiate vea siis osutage sellele kommentaariga (“Insert” ->”Comment” või märgi osa sellel parem klõps ning “Comment”). Küsimuste järel on vastamise koht. Vastamisel lisage kindlasti küsimus ja järjekorra number! TUBLID OLETE! :) Kes ütles? Palume autorit! :-) Kuidas kasutada Google Doc-si, õppevideo: http://www.youtube.com/watch?v=lMqdex3KDQM Rene 1-6 1. Käsu täitmine protsessoris (käsuloendur, käsuregister, käsu dekooder, operatsioon automaat ja juhtautomaat). 2. Arvuti mälu hierarhia. 3. Analoog info, ADC, DAC ja helikaart. 4. Pooljuhtmälud. 5. Konveier protsessoris ja mälus. 6. Virtuaal mälu. TAUSTAVÄRVIGA KÜSIMUSED ON VASTAMATA!!! PIIA 7-12 8. Andmevahetus mikroarvutis (erinevad siinid ja nende osa andmevahetuses, AB, DB, CB). 7. Erinevad siinid ja nende osa andmevahetuses (AB, DB, CB). 9
Sisend- väljundseadmed töötavad suhteliselt iseseisvalt. Andmevahetuskiirus on eri seadmetel väga erinev. Et protsessor loeks (kirjutaks) andmeid õigel ajal, on vajalik sünkroniseeriv vahelüli. 3) Sisend-väljundseadme ja protsessori andmevahetuse loogiliseks kooskõlastamiseks. Port on otstarbekas või isegi vältimatu, kui andmevahetusel sisend-väljundseadmega kasutatav andmevorming, -kodeering või andmete sünkroniseerimisviis erineb protsessoris kasutatavast. 4) Sisend-väljundseadme ja protsessori andmevahetuse füüsiliseks kooskõlastamiseks, kui on vajalik informatsiooni kandva signaali kuju või elektriliste parameetrite muutmine. Sõltuvalt info ülekande viisist on kahte liiki porte: 1. paralleelpordid (parallel port) ehk rööpport - kus infot edastatakse korraga mitut juhet mööda. Kannavad tavaliselt tähist LPT (Line Printer Terminal) 3 2
Edaspidi hakati nendega tegema igasuguseid arvutusi. Elektronarvutis kujutavad arve elektriimpulsside kombinatsioonid. Tehted toimuvad elektroonikalülitustes. Lülitused sisaldasid algul elektronlampe, hiljem on need asendatud pooljuhtseadistega transistoridega ja integraallülitustega. Viimastes on ühte umbes 5x5 mm suurusesse ränikristalli vormitud tuhandeid takisteid, kondensaatoreid, dioode, transistore ja elektrilisi ühendusi. Protsessoris toimuvad arvutustehted ja muud operatsioonid. Andmeid säilitatakse põhimälus tillukeste magnetsüdamike olekuna või pooljuhtlülitustes olevate elektrilaengutena. Välismälu moodustavad magnetlint-mäluseadmed, milles andmed on jäädvustatud magnetlindile umbes nagu magnetofonis, ning ketasmäluseadmed, kus andmed säilivad magnetkelmega kaetud ketastel. Sisendseadmete kaudu sisestatakse andmeid näiteks mulgustatud kaartidelt ning
Seepärast kasutatakse kahendsüsteemi laialdaselt elektronarvutites, kus paljud osad koosnevad elementidest, mis loomu poolest saavad omada ainult kahte erinevat seisundit: lüliti on kas avatud või suletud, elektriimpulss kas on või ei ole, magnetsüdamik kas on magneeditud või ei ole. (Kümnendsüsteemi kasutamine arvuti protsessoris oleks ebaotstarbekas. Kõik kümme numbrit tuleks kujutada arvutis erineval viisil, näiteks kümnele erinevale pingetasemele vastavate elektriimpulsside kaudu. See muudaks arvuti ehituse keerukamaks ja kallimaks. Ka oleks vigade esinemise tõenäosus suurem). Kahendsüsteemi aluseks on arv 2. seega on kahendsüsteemi arvud esitatavad arvu 2 astmete abil: 11012 = 1 · 23 + 1 · 22 + 0 · 21 + 1 · 20 = 8 + 4 + 0 + 1 = 1310
Võtmesõnad reaalaja operatsioonisüsteemides on minimaalne katkestuse peiteaeg ning minimaalne sõlmelülituse peiteaeg, aga reaalaja operatsioonisüsteem on rohkem hinnatud kui kiiresti või etteennustatavalt suudab ta vastata, mitte kui palju ta suudab teatud arvutused ära teha teatud aja jooksul. Skeem Tüüpilises kavandis on protsessil kolm seisundit: 1) jooksev, 2) valmis, 3) suletud. Suurem osa protsessidest on enamus aeg suletud. Ühes protsessoris jookseb ainult üks protsess. Tavaliselt andmetestruktuur valmislistist ajakavas on kavandatud vähendama võimalikult palju halbade juhtumite ajalise kulu pikkust. Valmislistis ei ole kunagi rohkem kui mõni protsess, kuid topeltviidatud listis on valmis protsesse pigem optimaalselt. Kui valmislist koosneb enamasti ainult mõnest protsessist, aeg-ajalt rohkem, siis peaks list olema sorteeritud prioriteedi järgi, kus kõrge prioriteediga
sisendsignaalist säilitab triger sealt. Nihkega ehk jadaregister - 9.Koodimuundur: Teisendab erasable programmable read only endise oleku või muudab seda trigerid ühendatud omavahel näiteks 2nd koodi 10nd koodiks. memory). hüppeliselt. Trigeril tavaliselt 2 nihkeahelaga. Nihe paremale on B3B2B1B0 > D1D0 1101 > 0001 12.Käsu täitmine protsessoris väljundit: otsene ja invertne. madalamate bittide suunas ja 0011 Käsu täitmiseks peab protsessor Kasutatakse mäluelementidena vasupidi. Arvu nihutamine 10.Komparaator pöörduma mälu poole, lugema registrites, loendurites jne. paremale tähendab ta jagamist (võrdlusskeem). Võrdleb kahte sealt käsukoodi, dekodeerima
salvestatud püsimällu kas pooljuhtmälukiibi valmistaja või kasutaja poolt. Info salvestamist püsimällu nim. püsimälu programmeerimiseks . Püsimälude tähtsamad alaliigid: 1) programmeeritav püsimälu (PROM- programmable read only memory) 2) ümberprog. püsimälu (EPROM- erasable programmable read only memory) 3) elektriliselt kustutatav ümberrogrammeeritav püsimälu (EEPROM- electrically erasable programmable read only memory). 11. KÄSU TÄITMINE PROTSESSORIS. Käsu täitmiseks peab protsessor pöörduma mälu poole, lugema sealt käsukoodi, dekodeerima selle, võtma vastu käsu sisule vastavad loogilised otsused, väljastama juhtsignaalid kõigile arvuti komponentidele, leidma uue käsu aadressi ning salvestama selle aadressiregistrisse. Järgmise käsu täitmisel kordub kõik enam-vähem samas järjekorras. Erinevused käskude täitmisel on tingitud nende erinevast sisust. Ühe käsu täitmiseks kuluvat ajavahemikku nim.
Lehekülgede saalimine *Protsessi füüsiline aadressiruum ei pea tingimata olema pidev- protsessi eri osad võivad asuda füüsilise mälus suvaliste kohtade peal laiali. *Jagamefüüsilise mälu fiktseeritud suurustega tükkideks. Leheküljed *Põhiline meetod -Füüsiline mälu jahatakse fikseeritud suurusega blokkideks-raamideks -Loogiline mälu jahatakse ka osadeks- lehekülgedeks. -Protsessi käivitamisel loetakse tema leheküljed vabadesse raamidesse. -Iga aadress on protsessoris jagatud kaheks. --Lehekülje number- indeks lehekülje tabelis. --Nihe lehekülje sees.
salvestamiseks ning nende käsutamine on analoogiline skalaarmuutujate käsutamisega. Neile saab omistada väärtusi ning neid võib käsutada avaldistest väärtuste leidmisel. Käsutatakse järgmisi andmekogumikke: massiive, kirjeid ja kirjemassiive. Selles kirjutises käsitletakse ainult massiive. Arvutisüsteemides on iga andmeliigi jaoks ette nähtud kindel esitusviis ehk vorming, mida käsutatakse väärtuste salvestamiseks mälus ja tehete täitmisel protsessoris. Vorminguga on määratletud väärtuste salvestamiseks eraldatavate väljade struktuur ja pikkused. Ühe andmeliigi jaoks võib olla käsutusel mitu erinevat vormingut ehk tüüpi. Stringi väärtuseks võib olla suvaline märgijada, mida saab arvutis esitada. Märkide valik ja nende arvutisisene esitus põhineb standarditega fikseeritud kodeerimissüsteemidel. Kõige enam käsutatakse ASCII-kooditabelite süsteemi. Selles süsteemis
Joonis 3 Joonisel on mustade nooltega tähistatud süsteemisiin System Bus, mis ühendab omavahel mikroprotsessorit, L2 vahemälu ning silda Bridge. Kuna sellise skeemi korral 1 Joonis 3 Sisemised siinid 14 puudus otseühendus protsessori ja põhimälu Main Memory vahel (protsessor sai andmeid ainult läbi L2 vahemälu), siis asendati protsessoris Pentium II süsteemisiin kahe iseseisva siiniga Backside Bus (BSB) ja Front Side Bus (FSB) (joonisel valged nooled). Uuenduse tulemusena kiirenes oluliselt andmevahetus, sest protsessor võib nüüd üheaegselt vahetada andmeid L2 vahemäluga läbi BSB ning põhimäluga läbi FSB. Konkreetne süsteem võib üheaegselt kasutada seadmete ühendamiseks järgnevaid sisemisi sisend-väljundsiine (I/O Busses): ISA siin vanim, aeglaseim ja varsti kasutuselt kõrvaldatav.
(?) Lisaks pollitavale sündmusele fikseeritud sagedusega kellakatkestus.Vajalik protsesside kontrollimisel, kus võib olla häireid või kindla ajavahemikuga määratud tegevusi lülitamise häire näiteks (bouncing) 10. Mis on tsükliliselt täidetavad programmid (cyclic executives), millal neid kasutatakse? Ilma katkestusi kasutamata luuakse samaaegse täitmise illusioon lühikesed protsessid kiires protsessoris lõpmatus tsüklis pollitava tsükli edasiarendus. 11. Mis on seisunditega juhitav kood (state-driven code), millal seda kasutatakse? Kasutab hargnevat if-then laadset käsustikku juhtimiseks (case, seisundiautomaat). Mitte kõiki protsesse ei saa jagada seisunditeks, samuti juhtimistabelid võivad kasvada väga suureks. 12.Mis on kaasprogrammid, millal neid kasutatakse? (Coroutines) State-Driven Programming erijuht. Koostöötav mitmiktöötlus
Operatsiooniautomaat on operatsiooniseadme osa, milles realiseeritakse mikrokäskudega ettenähtud elementaartegevusi. Taidab järgmisi finktsioone: infosõnade salvestamine, mikrooperatsioonide sooritamine ja loogikatingimuste arvutamine. ALU sooritab aritmeetika ja loogikatehteid. Registermälu - trigeritest koosnev mäluseade. CPUs on registrid andmete, vahetulemuste või juhtinformatsiooni hoidmiseks · Käsu täitmine protsessoris (Instruction Execution, fetch-decode- execute cycle) Protsessor (CPU) viib täide iga käsu väikeste sammude seeriana. Umbkaudu on need sammud järgmised: 6 1. Järgmise käsu haaramine käsuregistrisse 2. Muuta käsuloendurit, nii et ta viitaks järgmisele käsule 3. kindlaks teha saadud käsu tüüp 4. kui käsk kasutab sõna mis on mälus, siis kindlaks teha, kus see asub. 5
annaabi.ee 
