AROS teorija ROKOVI

Navesti sve obavezne faze opsteg modela izvrsavanja instrukcije koji ima 9 faza

 Faza donosenja instrukcija ili dela instrukcija iz memorije u procesor(fetching)

 Faza dekodiranja insrtukcije, odnosno operacionog koda instrukcije

 Faza izracunavanje adrese operanda ili operanada

 Faza donosenja operand ili operanada iz memorije u procesor

 Faza izvrsavanja instrukcije

 Faza izracunavanja adrese za upis rezultata

 Faza upisivanja rezultata iz procesora u memoriju

 Faza provere da li postoji neki prekid (interrupt)

 Faza pripreme tj izracunavanja adrese sledece instrukcije

(obavezne faze su podvucene)

Objasni ili graficki prikazi citanje instrukcije iz memorije. Posebno objasniti namenu

registra BN, MAR, RN I PRM.

Brojač naredbi sadrži adresu sledeće instrukcije koju treba učitati iz memorije. Ta adresa se

upisuje u MAR(memorijski adresni registar), a zatim na adresnu magistralu. Nakon toga,

upravljačka jedinica zahteva čitanje iz memorije. Pročitana vrednost se upisuje na magistralu

podataka, kopira u PRM (prihvatni registar memorije) i prenosi u registar naredbi RN. Brojač

naredbi se povećava za jedan (tačnije za dužinu instrukcije) i na taj način priprema za čitanje

sledeće instrukcije.

Kako se kod rekurzivnih modula sperecava gubljenje adrese povratka? Prikazati ili

objasniti resenje na primeru indirektne rekurzije.

Rešenje problema direktne i indirektne rekurzije može se realizovati čuvanjem

adrese povratka na steku.

Objasniti ili prikazati “”uzmi-analiziraj-izvrsi” ciklus tj kako se izvrsavaju instrukcije

programa na primeru dvoadresnih instrukcija.

Za svaki procesor je karakterističan “uzmi – analiziraj – izvrši“ ciklus koji se stalno ponavlja od

trenutka uključenja napajanja do trenutka isključenja napajanja. Najčesće se ovaj ciklus

realizuje u sledećih šest koraka ili faza:

1. procesor iz primarne memorije uzima instrukciju koju treba da izvrši na osnovu adrese u BN

2. dekodira se operacioni kod instrukcije

3. procesor uzima iz memorije operand ili operande ako je to potrebno

4. izvršava se instrukcija

5. rezultat se upisuje ili u registar ili u operativnu memoriju

6. ponovo se prelazi na korak 1

Kako se vrse dozvola I zabrana rada maskirajucih prekida.

Za maskirajuće prekide dozvola rada se vrši softverski postavljanjem odgovarajućeg bita u

statusnoj reči.

Navesti aktivnosti izmedju datog uredjaja I procesora za slucaj hardvarskog prekida

Uredjaj generise signal zahteva sa prekidom

Uredjaj preko magistrale podataka salje br vektora prekida

Procesor zavrsava izvrsenje tekuce instrukcije I nakon toga izvrsava rutinu za upravljanje

prekidom (ISR) koja odg br vektora prekida dobijenog preko magistrale podataka

Nakon zavrsetka rada rutine za upravljanje prekidom uredjaju se salje odgovor na prekid

Objasniti indirektno memorijsko adresiranje na primeru jednoadresnih masina

Kod indirektnog memorijskog adresiranja u adresnom delu instrukcije se nalazi

adresa memorijske lokacije koja sadrži memorijsku adresu operanda.

Objasniti indirektno registarsko adresiranje na primeru jednoadresnih masina

Kod indirektnog registarskog adresiranja u adresnom delu instrukcije se nalazi adresa registra

koji sadrži memorijsku adresu operanda.

Cime je odredjena arhitektura procesora?

Arhitektura procesora je određena sa:

 Skupom registara

 Skupom tipova podataka koje procesor podržava

 Formatom instrukcija

 Načinima adresiranja

 Mehanizmom prekida

Objasniti osobinu vremenske lokalnosti racunarskih programa

Vremenska lokalnost znaci da ce trenutno izvrsena instrukcija vrv uskoro biti ponovo izvrsena

posle nekog kratkog vremenskog interval.

Navesti primer vremenske lokalnosti programa

Desava se u toku intervala u kome se izvrsava iterativna struktura programa

Koja je osnovna namena prekida u racunarskim sistemima

Prekidi se koriste za komunikaciju periferijskih uređaja sa centralnim procesorom.

Omogućavaju korišćenje servisa operativnog sistema, koriste se za merenje vremena i

vremensku kontrolu poslova koju izvršavaju mikroprocesori.

Navesti bar 5 primera ISA arhitekture racunara

NEUMANNOVA, SISD, SIMD, MIMD, MISD – MOZDA!?

.Objasniti osobinu prostorne lokalnostiracunarskih programa

Prostorna lokalnost znaci da ce se po izvrsenju jedne instrukcije, vrv uskoro izvrsiti instrukcija u

njenoj blizini

Navedi bar 6 nacina adresiranja

Postoje sledeći načini adresiranja: trenutno, direktno memorijsko, direktno

registarsko, indirektno memorijsko, indirektno registarsko, bazno registarsko i

indeksno adresiranje.

Objasniti sta znaci za procesore kompatibilnost “nanize”.

Kompatibilan “naniže”(“backward compatible” ili “downward compatible”), označava da je

procesor u mogućnosti da izvršava prevedeni kod za bilo koji prethodni model procesora.

Kompatabilnost “naniže” ima značenje da viši model u istoj seriji procesora može da izvršava

sve sistemske i korisničke programe koji se mogu izvršiti na predhodnim modelima.

Objasni sta je firmer i koja je njegova namena.

Mikroprogram se često zove i firmver (“firmware”), jer povezuje hardver i softver, odnosno

smanjuje razliku između hardvera i softvera. Osnovna namena firmvera je interpretiranje

skupa instrukcija koji je vidljiv krajnjem korisniku.

Navesti razliku izmedju von Neumanove I Harvard arhitekture racunara ?

Harvard arhitektura predstavlja varijaciju originalne von Neumann-ove arhitekture. Harvard

arhitektura je imala posebnu memoriju za instrukcije i posebnu memoriju za podatke. Ova

arhitektura takođe sadrži posebne putanje za instrukcije i podatke nezavisno od toga da li se

koriste posebne memorije.

Sta znaci termin magistrala?

Sistemska magistrala je skup paralelnih zica za prenos podataka, adresa I upravljackih signala

tj sastoji se od magistrale podataka, magistrale upravljackih signala I adresne magistrale...

Mikroarhitektura se moze podeliti na dve sekcije: sekciju podatak I upravljacku. Sta cini

jednu, a sta drugu?

Sekciju podataka cine registri I ALU, a upravljacku sekciju cini upravljacka jedinica

Kod viseprocesorskih sistema se moze desiti da vise procesora konkurentno pristupa

globalnoj memoriji. Navesti I objasniti modele koji se koriste za resavanje moguceg

nastanka kolizije kod pristupa istoj mem lokaciji

-Može se desiti da više procesora konkurentno pristupa globalnoj memoriji. Tada se za reš

avanje mogućeg nastanka kolizije kod pristupa istoj memoriskoj lokaciji koriste sledeća tri

modela:

-EREW(„Exclusive Read Exclusive Write“) - eksluzivno čitanje, ekskluzivno pisanje ne

dozvoljava nastajanje konflikta niti za čitanje niti za pisanje. Ako prilikom izvršavanja

programa do konflikta ipak dodje, stanje programa je tada nedefinisno.

-CREW („Concurrent Read Exclusive Write“) - konkurentno čitanje, ekskluzivno pisanje

dozvoljava konkurentno čitanje za više procesora, tj. više procesora može istovremeno da

čita podatke sa iste memorijske lokacije. Međutim, ako dođe do konkurentnog pisanja,

stanje programa je nedefinisano.

-CRCW („Concurrent Read Concurrent Write“) - konkurentno čitanje, konkurentno pisanje

dozvoljava istovremeni pristup više procesora i za operaciju pisanja. U slučaju da više

procesora pokušava da istovremeno upiše neku vrednost u istu memorijsku lokaciju potrebno

je definisati koji će od tih procesora izvršiti upis.

Koje magistrale koriste savremeni sistemi koji imaju Pentium 4 procesor?

Mem magistralu, PCI, ISA, USB.

Navesti karakteristike PCI magistrale?

Moze da prenosi 64 bita odjednom na frekvenciji 66MHz sto je dovoljno brzo za sve periferije

ali ne I za memoriju

Da li je Pentiun 4 64bitni ili 32bitni processor? Obrazloziti odgovor?

Pentium 4 je iz perspective hardvera 64bitni jer moze da prenosi podatke ka I od memorije u

jedinicama od 64bita. Ali je iz perspective softvera 32bitni jer ima isti skup registara I procesora kao prethodni procesori kao sto su Pentium2, Pentium Pro..

Koja je razlika između procesorskog vremena (CPU time) i potrošnog vremena (elapsed

time)

Procesorsko vreme sadrži samo vreme kada program koristi CPU za izvršavanje instrukcija.

To vreme ne ukljucuje vreme cekanja za U/I aktivnosti ili kada drugi programi koriste CPU u

time-sharing sistemu. Potrošeno vreme ukljucuje sva ova vremena.

Objasniti razliku između spoljašnjih i unutrašnjih prekida („interupts”)?

Unutrašnji prekidi su prekidi koje generiše procesor – kao rezultat nastanka greške prilikom

izvršavanja tekuce instrukcije ili kao rezultat izvršavanja instrukcije prekida int.

Spoljašnji prekidi su prekidi koje generišu kontroleri periferijskih uređaja kada su uređaji

spremni za prenos podataka, ili kontrolni uređaji koji kontrolišu ispravnost rada memorije, magistrale ili na primer, napajanja.

Objasniti šta je kontekst procesora?

Procesor obuhvata:

sadržaj brojaca naredbi,

sadržaj statusnog registra(PSW),

sadržaj registara podataka,

sadržaj adresnih registara,

sadržaj indeksnih registara,

sadržaj baznih registara,

sadržaj registara opšte namene.

Gde se najcešce čuva kontekst procesora?

Kontekst procesora najcešce se čuva na steku.

Kako se servisiraju prekidi kada se više prekida generiše istovremeno?

Prekidi se servisiraju po prioritetu.

Kako se moze ostvariti prekid posle svake instrukcije?

Postoji poseban režim rada procesora koji to omogucava. U PSW-u (statusnoj reci procesora)

se nalazi poseban bit u koji se upisuju vrednosti 1 ili 0. Tako se programskim pute omogucava

ili ne omogucava režim rada procesora prekid posle svake instrukcije.

Kako se programski može generisati prekid?

Postoji posebna instrukcija INT kojom se moze programski generisati prekid i izvršiti skok na

zadatu prekidnu rutinu. U adresnom delu INT instrukcije nalazi se adresa prekidne rutine, tj.

broj ulaza u tabelu adresa prekidnih

rutina(vektor tabela).42.Navesti 2 osnovna nedostatka formata instrukcija sa 3 memorijske adrese (troadresnih

instrukcija).

Navesti 2 osnovna nedostatka formata instrukcija sa 3 memorijske adrese (troadresnih

instrukcija).

- Velika dužina instrukcija

- 3 memorijska pristupa

Gde se nalaze operandi za instrukciju sabiranja kada se koristi format nulaadresnih

instrukcija?

Dve lokacije na vrhu „stack”-a.

Koliki je broj pristupa potreban za izvrsenje ove instrukcije? ADD[100][200]

Potrebna su 3 memorijska pristupa

1) za dobijanje 1. operanda

2) za dobijanje 2. operanda

3) za upis rezultata

Šta radi ova instrukcija? ADD[R2][R3]R1

Vrši sabiranje vrednosti operanda R2 i R3 i rezultat se upisuje u R1. Troadresni format.

MAR – 10 bita, 2048 adresa, 1 By

Nije moguca. Nedovoljna velicina MAR da bi se moglo pristupiti adresi.

MAR – 12 bita, 2048 adresa, 1024 bita

Moguca. Velicina MAR je dovoljna da se pristupi adresi, ali nema smisla jer je neracionalna.

MAR – 32 bita, 10 adresa, 16 bita

Moguca, ali nije racionalna.

Navesti i objasniti 3 tipa promašaja („misses”) kod keš („cache”) memorije.

Obavezan („Compulsory”) – cache je prazan na pocetku izvršavanja programa.

Konflikt („Conflict”) – vec je upisana vrednost unutar keš lokacije.

Kapacitet („Capacity”) – keš nije dovoljno veliki da memoriše citav radni skup programa.

Dopisati SRAM ili DRAM u sledecim recenicama.

DRAM se cesto koristi za glavnu memoriju.

SRAM se konstruiše od kola koja su slicna D flip flagu.

SRAM se cesto koristi za keš memoriju.

DRAM je sporija memorija.

Sta je mikroinstrukcija i mikroprogram?

Skup mikroinstrukcija na osnovu koga je napravljen potpun skup instrukcija se zove

mikroprogram ili mikrokod.

Mikroinstrukcija je skup mikrooperacija koje se izvršavaju u isto vreme, mikroinstrukcije se

mogu koristiti za implementaciju stvarnog skupa date mašine.

59.Pitanje o razlici izmedju arhitukture i organizacije racunara (na zaokruzivanje).

Arhitektura racunara je naucna oblast koja daje odg na pitanje: “kako projektovati delove

racunarskog sistema koji su vidljivi programeru”, tj prikazuje racunarski sist. iz ugla programera

I koristi razlicite nivoe apstrakcije.

Nedostaci Flynnove klasifikacije racunara?

To sto je poredjenje razlicitih sistema limitirano i u semi se ne razmatraju medjusobne veze

komponenata sistema, U/I uredjaji I memorija.

Objasniti sta je MFLOPS, GFLOPS. TFLOPS?

MFLOPS označava milion operacija u pokretnom zarezu izvšenih u jednoj sekundi.

GFLOPS označava milijardu operacija u pokretnom zarezu izvšenih u jednoj sekundi.

TFLOPS označava bilion operacija u pokretnom zarezu izvršenih u jednoj sekudi.

Sta je brojac naredbi?

Brojac naredbi ima zadatak da u svakom trenutku izvrsenja programa sadrzi adresu sledece

instrukcije programa.

Od cega se sastoji sistemska magistrala?

Sistemska magistrala se sastoji od: magistrale podataka, magistrale upravljačkih signala i

adresne magistrale.

• Preko magistrale podataka se prenose podaci.

• Preko adresne magistrale se vrši adresiranje gde se prenose podaci ili odakle.

• Upravljačka magistrala se koristi za upravljanje funkcijama magistrale i ona omogućava korisnicima magistrale da signaliziraju kada su podaci raspoloživi

Ekvivalencija hardvera i softvera.

Sve što se može uraditi pomoću softvera može se takođe uraditi i pomocu hardvera i sve

što se može uraditi pomoću hardvera može se takođe uraditi i pomoću softvera.

Ovaj principne govori o brzini implementacije. Hardverske implementacije su skoro uvek brže od softverskih. Izbor između hardverskog i softverskog rešenja zavisi od faktora kao sto su

cena, brzina, pouzdanost i frekvencija očekivanih promena.

Program za punjenje.

Program za punjenje („loader“) se koristi kada korisnik sistema zahteva izvršavanje

prevedenog i povezanog programa.

Objasniti duzinu instrukcije I duzinu adresnog dela instrukcije

• Potrebno je da instrukcija bude sto kraca, jer tada zauzima manje mem I prenos

instrukcije iz mem u procesor se izvrsava brze.

• Potrebno je da adresa bude sto duza, sto je u suprotnosti sa prvim zahtevom.

TIPOVI INSTRUKCIJA NA KONVENCIONALNOM MAŠINSKOM NIVOU

Prva grupa – operacije nad podacima:

-instrukcije za prenos podataka,

-unarne operacije i

-binarne operacije

Druga grupa – upravljanje redosledom izvršavanja instrukcija programa:

- poredjenje i uslovni skokovi,

- upravljanje iterativnom programskom strukturom,

-poziv podprograma,

- aktiviranje korutina

Treća grupa – razmena podataka sa

-ulazno/izlaznim urenajima:

- ulazno/izlazne instrukcije

Navesti dve osnovne grupe hardverskih prekida?

maskirajuci (procesor ih odbija) i nemaskirajuci (procesor ih prihvata)

Neka je data jednostavna arhitektura racunarskog sistema kod koje su procesor (CPU),

memorija i U/I uredaji povezani preko sistemske magistrale. Koji je glavni nedostatak

takve arhitekture? Opisati metode koje se koriste za poboljšanje arhitekture a jednom

sistemskom magistralom?

Nedostaci: Sistemska magistrala predstavlja usko grlo sistema, svi podaci moraju da prodju

preko sistemske magistrale.

Poboljšanja: dodavanje keša izmedu procesora i sistemske magistrale; proširivanje U/I

modula sa baferima i sa sofisticiranijom upravljackom logikom; uvodenje višestruke

hijerarhije magistrale

Navesti nacine adresiranja kod Pentium 4 procesora?

trenutno, direktno, registarsko, registarsko-indirektno, indirektno

Objasniti kakva je duzina instrukcija kod Pentium 4 procesora?

Instrukcije su promenljive duzine i krecu se od 1-17 bajtova.

Navesti nacine kontrole sadržaja BNa kod Pentium 4 procesora?

1) pomocu instrukcija JMP, CALL, RETURN

2) pomocu prekida

3) pomocu izuzetaka

Objasniti namenu EIP registara kod Pentium racunara. Objasniti namenu EAP registara

kod Pentium racunara

EIP (Instruction pointer) je isto što i BN (program counter ili brojac naredbi)

EAP je akumulator i koristi se za operande i memorisanje rezultata EAPa.

Koliko je pristupa memoriji potrebno za dvoadresni format instrukcije: ADD

[100] [200] ?

Tri (upis je treci pristup memoriji).

Objasniti šta radi sledeca instrukcija hipoteticke mašine:

ADD [R2], [R3], R1 ?

Sabira sadržaj registra R1 sa sadržajem memorijske lokacije cija je adresa u

registru R3 i upisuje rezultat u memorijsku lokaciju cija je adresa u registru

R2. (Ako je R1 dužine 32 bita, 4 uzastopne memorijske lokacije se koriste).

Takode je prihvatljivo da bude [R2] izvor, a R1 odredište.

Objasniti sledece vazne statusne bite procesora:

Carry Flag – Oznacava prenos/pozajmljivanje za MSB

Zero Flag – postavlja se na 1 ako je rezultat 0

Sign Flag – postavlja se na vrednost MBS koja oznacava bit znaka za oznacene cele

brojeve

Overflow Flag – postavlja se na 1 kada dodje do prekoracenja rezultete