uor pitanja

UOR pitanja usmeni

1 IEEE

- Nabrojati specijalne vrednosti koje su predvidjene zapisom IEEE 754 i ukratko objasniti njihovo znacenje

- Sta je ulp a sta relativna greska

Rezultati aritmetičkih operacija se ne mogu uvek tačno zapisati u tako izabranom broju bitova te ih mi zaokružujemo do dužine koja je pogodna za zapis Pri zaokruživanju može doći do greške koja se meri na dva načina pomoću ulp-a i pomoću relativne greške

ULP ndash najbolji primer za ovo je kada realan broj 00574367 zapišemo kao 574x10^(-2) gde je greška 0367 jedinica na poslednjem mestu Veličina bdquojedinica na poslednjem mestuldquo se označava sa ulp prema akronimu bdquounit in the last placeldquo

Relativna greška ndash apsolutna vrednost razlike između realnog broja i njegove reprezentacije podeljena sa apsolutnom vrednošću realnog broja Na primer relativna greška pri aproksimaciji 574367 sa 574x10^0 je 000367574367 ~ 00006

I ulp i rel greška zaviše od mašinske tačnosti (mašinskog ε) pa se relativna greška uvek zapisuje kao faktor od ε Ako je rezultat izračunavanja vrednosti realnog broja zaokružen najbliže tačnom rezultatu još uvek može da postoji greška od najviše 05 ulp Relativna greška koja postoji u tom slučaju je uvek ograničena sa ε Ulp i relativna greška se koriste u različite svrhe ulp za određivanje greške zaokruživanja brojeva a relativna greška za analiziranje grešaka izračunavanja prema razliitim formulama

- Sta su subnornalni brojevi Navesti gornje granice (po apsolutnoj vrednosti) subnormalnih brojeva u IEEE 754 zapisu pomocu binarnedekadne osnove u jednostrukoj tacnosti

-Opisati ponasanje subnormalnih brojeva pri aritmetickim operacijama u IEEE 754 standardu

-Sta oznacavaju SNaN i QNaN prema IEEE 754 standardu i na koje situacijestanja se odnose

-Sta oznacava beskonacno prema IEEE 754 standardu i koji je bio cilj njegovog uvodjenja

Specijalne vrednosti su prema standardu IEEE 754 određene bit kombinacije u zapisu realnih brojeva Koriste se radi obezbeđivanja korektnosti IEEE aritmetike i efikasnije programske obrade izuzeća i specijalnih stanja Klase podataka propisane IEEE standardom su

1 Normalni brojevi ndash realni brojevi u intervalu

[βêmin βêmax X (β-β^(1-p)]

2 Subnormalni brojevi ndash za normalne brojeve u pokretnom zarezu koji se nalaze blizu βêmin ne važi x=y lt=gt x-y=0 što može da dovede do grešaka u programu Da bi se ovaj problem eliminisao

imamo subnormalne brojeve koji su po apsolutnoj vrednosti manji od βêmin (ali veći od 0) Oni uvek imaju manje od p značajnih cifara

-Sta je prosireni a sta i prosirivi zapis u IEEE 754 standardu Koji su razlozi njihovog uvodjenja

-Navesti i kratko opisati moguce nacine zaokruzivanja koje koristi IEEE 754 standard

-Koristeci zaokruzivanje ka +1 zaokruziti broj na 3 decimale

-Koristeci zaokruzivanje na parnu cifru zaokruziti broj na 2 decimale

-Sta se podrazumeva pod kanonickom reprezentacijom brojeva u IEEE 754 standardu

-Objasniti pojam kohorte u IEEE 754 standardu

-Objasniti nacin uredjenja svih predstavljivih vrednosti u IEEE 754 standardu (binarna i dekadna osnova)

-Navesti najmanji i najveci moguci broj cifara u zapisu realnog broja zapisanog pomocu binarne dekadne (sa dekandnim kodiranjem) i heksadekadne osnove u jednostrukoj dvostrukoj i cetvorostrukoj tacnosti

-Navesti aritmeticke operacije koje kao rezultat proizvode QNan prema IEEE 754 standardu

-Navedite algoritam za izračunavanje količnika dva realna broja zapisana u pokretnom zarezu

-Navesti broj bitova u eksponentu i frakciji pri zapisu broja sa binarnom binarnom osnovom u jednostrukoj dvostrukoj i četvorostrukoj tačnosti u IEEE754 standardu U kom od ovih zapisa frakcija poseduje implicitni bit

Broj bitova u eksponentu je 8 11 i 15 U svakom od zapisa postoji implicitni bit

Šta su realni brojevi u pokretnom zarezu kako se zapisuju i gde se upotrebljavaju

Realni brojevi u pokretnom zarezu se koriste za zapis jako velikih ili jako malih brojeva kao i kada je potrebno predstaviti realne brojeve (i vršiti operacije sa njima) sa velikom preciznošću

2 Sta su cifre cuvari i kada se koriste Koristeci cifre cuvare izracunati razliku brojeva x =10011 i y = 9999 zapisanih u osnovi β = 10 sa preciznoscu p = 4 Kolika je razlika brojeva ako ne koristimo cifre cuvare

33

Zapis br sistemi prevodjenje

-Navesti i opisati kodove koji se koriste za zapis znakovnih podataka

-Definisati funkciju kodiranja i funkciju dekodiranja

-Hartmanova metoda navesti korektivne cifre razlomljeni brojevi prevesti

-Definisati pozicioni i nepozicioni brojcani sistem i navesti odgovarajuce primere

-Na koji nacin se dobija vrednost broja X = xnx0 x10485761x1048576m koji je zapisan u pozicionom sistemu sa osnovom N

-Da li osnova sistema moze biti negativan ili razlomljen broj U slucaju potvrdnog odgovora navesti primere takvih sistema

-Definisati postupak sabiranja i oduzimanja binarno kodiranih dekadnih brojeva u 8421 i visak

Kodiranje i aritmetika

-Sta je optimizovani Butov algoritam i kada se koristi pomnoziti dva broja

-Definisati Grejov kod duzine n i navesti njegove karakteristike

-Objasniti nacin izvodjenja operacija mnozenja i deljenja brojeva u fiksnom zarezu koji su zapisani pomocu kao binarno kodirani dekadni brojeva u kodu 8421 Obavezno navesti uslove pod kojima ove operacije mogu da se izvrse kao i format zapisa argumenata i rezultata

-Navesti i opisati karakteristike binarnih kodova dekadnih cifara Navedite binarne kodove dekadnih cifara koje poznajete i za svaki od njih navedite koje od prethodjih karakteristika zadovoljavaju

Binarni kodovi dekadnih cifara se koriste kada se zeli potpuna tacnost razlomljenih brojeva Princip Koriscenja BCD kodova je kodiranje svake dekadne cifre odredjenim binarnim zapisom Za uspesno kodirane dekadne cifre potrebno je da kodne reci budu duzine bar cetiri Najvazniji zahtev BCD koda je jednoznacnost(sve binarne reci moraju biti medjusobno razlicite) Glavne karakteristike kodova dekadnih cifara

1 Najvecoj dekadnoj cifri (9) pridruzena je rec koja ima najvecu vrednost (posmatrana kao binarni br)

2 Parni i neparnim dekadnim ciframa odgovaraju parni odnosno neparni binarni brojevi

3 Komplementarnost koda (kodovi dekadnih cifara A i B za koje vazi A+B=9 su komplementarni)

4 Tezinski kod (ako je i-toj cifri kodne reci pridruzen br pi tako da za dekadnu cifru q i njenu kodnu rec y3y2y1y0 vazi jednakost q=p3y3+p2y2+p1y1+p0y0)

5 Ciklicki kod se u svakoj dekadnoj cifri u binarnom obliku razlikuje za samo jedan bit

Primeri BCD 842124215421753-684-2-1visak 3 ciklicki

Komplementarni kodovi 2421753-684-2-1visak3

Tezinski 842123215421753-684-2-1

Naslednik BCD kod je EBCDIC (IBM S360)

-Navesti i ukratko opisati moguce nacine zapisa oznacenih celih brojeva

3 RBS

-Izracunati I prevesti u dekadni

-Koji izbor modula je najpogodniji za predstavljanje neoznacenih dekadnih brojeva iz intervala [0 15000] u brojcanom sistemima sa ostacima Dati objasnjenje resenja

-Definisite pravila za sabiranje i oduzimanje brojeva koji su zapisani u brojcanom sistemu sa ostacima Sta je aditivni a sta multiplikativni inverz Ne navoditi primere pri resavanju zadatka

-Koji je opseg zapisa brojeva u ovom sistemu Na koji nacin se ovaj opseg moze definisati u zavisnosti od toga da li zapisujemo pozitivne negativne ili i pozitivne i negativne brojeve

-Navesti prednosti i nedostatke brojcanog sistema sa ostacima kao i najznacajnije oblasti

primene

4 Logicke osnove

-Na koji nacin se definisu formule algebre logike

-Definisati pojam logicke funkcije Koliki je broj razlicitih logickih funkcija od n argumenata

-Navesti sve logicke funkcije jednog argumenta

-SKNF SDNFhellip

-Sta su logicki elementi i koja je njihova funkcija

-Minimizovati metodom po izboru

-Dati definiciju kombinatornih i sekvencijalnih mreza i navesti njihove predstavnike

-Na koji nacin su logicki elementi povezani u kombinatornim mrezama

5 Globalna struktura racunarskog sistema

Sta je sistem prekida koji su njegovi osnovni principi i kako se implementira

Sistem prekida predstavlja mehanizam koji omogućuje efikasniji rad računara Na primer većina spoljašnjih uređaja je mnogo sporija od procesora Kada bi procesor svaki put čekao na uređaj da izvrši operaciju pre no što bi mu preneo novi podatak procesor bi imao dosta izgubljenog vremena Zbog toga se uvodi sistem prekida koji omogućava procesoru da izvršava druge instrukcije dok se ne završi neka zadata operacija na spoljašnjem uređaju

UI program čine tri komponente

1 Niz instrukcija koji vrši pripremu tekuće operacije

2 Stvarna komanda koja se izdaje uređaju koji obavlja zahtevanu akciju

3 Niz instrukcija koji kompletira zahtevanu operaciju a koja može da uključuje i postavljanje indikatora uspešnosti završetka operacije

Kako UI može da zahteva relativno veliku količinu vremena UI program mora da stane sa radom i čeka njen završetak istovremeno zaustavljajući izvršavanje korisničkog programa za taj vremenski period Uvođenjem prekida procesor može da bude angažovan na izvršavanju drugih instrukcija Na taj način se nakon piripreme koda i poziva UI komande spoljašnjem uređaju kontrola vraća korisničkom programu Kada spoljašnji uređaj završi operaciju i postane spreman za prrijem dodatnih podataka iz procesora on signalizira to stanje procesoru slanjem zahteva za prekid

U višekorisničkom sistemu se u jednom ternutku mogu javiti više prekida koje su generisali različiti programi ili uređaji Postoje dva načina obrade višestrukih prekida

1 Onemogućavanje prekida ndash Procesor odlaže prekide u red bez vođenja računa o prioritetu prekida

2 Definisanje prioriteta prekida ndash Davanje dozvole prekidima višeg preioriteta da prekinu izvršavanje programa koji vrši obradu prekida sa nižim prioritetom

Na koji nacin se moze meriti brzina obrade podataka racunaru

Načini merenja su preko MIPS FLOPS vremena za izvršavanje jednog instrukcionog ciklusa i propusnosti MIPS (millions of instructions per second) je broj mašinskih instrukcija u sekundi koje CPU može da obradi ali označava broj instrukcija pojedinačnog procesora stoga nije korektan za poređenje razilčitih familija mikroprocesora Za to je potreban FLOPS (floating pointr operations per second) koji se koristi za merenje brzine računarskih sistema koji se danas sastoje od više hiljada procesora Postoje mega MFLOPS giga GFLOPS teraTFLOPS i peta PFLOPS Treći način je merenje vremena potrebnog za izvršavanje jednog instrukcionog ciklusa i ovo vreme varira od milisekunde preko mikrosekunde i nanosekunde do pikosekunde (kod najbržih eksperimentalnih računara) Propusnost predstavlja broj programa koji mogu da završe obradu u nekom vremenskom intervalu Merenje snage ovako je komplikovanije jer zavisi i od operativnog sistema i od programa pomoću kojih se merenje vrši

6 Procesor

- Opsti I specijalizovani registri nabrojati

Registri opšte namene se koriste za različite funkcije Korisnički program može da im pristupi čita I menja njihov sadržaj bez ograničeja Saremeni mikroprocesori sadrže veći broj ovih registara Veličina opštih registara treba da bude dovoljno velika da može da prihvati celu reč koja se obrađuje u procesoru odnosno dovoljno veliki d aprihvati kompletnu adresu ako se koristi za adresiranje U procesoru sa 64-bitnom arhitekt oni imaju 64 bita analogno važi I za 32-bitni

Mogu se podeliti prema nameni na

Akumulatore ndash za aritmetičko-logičke operacije I čuvanje znakovnih podataka

Indeks registre ndash za indeksno adresiranje

Pokazivače segmenata ndash za početnu adresu segmenta na računarima sa segmentnim adresiranjem

Pokazivače steka ndash pokazuju na početak memorije koja je određena za stek

Specijalizovani registri se koriste pri izvršavanju operacija njihovoj kontroli kao I za prikaz tekućeg stanja procesora I programa koji se izvršava Većina njih nije direktno dostupna korisničkim programima I koriste ih samo programi operativnog sistema dok su drugi dostupni samo na nivou mikrokoda Neki od specijalizovanih registra su

Instrukcioni registar (IR) koji sadrži poslednju pročitanu instrukciju

Registar memorijskih adresa (RMA) koji sadrži adresu u memoriji iz koje treba preneti sadržaj u PRM ili u koju treba upisati sadržaj iz PRM

Prihvatni registar memorije (PRM) sadrži reč koja je poslednja pročitana iz memorije ili koju treba upisati u memoriju na adresu koja je sadržana u RMA

Brojač instrukcija (PC) sadrži adresu naredne instrukcije koju treba preneti u procesor

Registar koji sadrži status programa koji se trenutno izvršava (PSW) sadrži sledeće informacije o programu koji se trenutno izvršava

o Uslovne kodove (CC) pri izvršavanju aritmetičkih operacija

o Postojanje prenosa

o Prekoračenje (BCD ili celi brojevi)

o Prekoračenje IEEE 754

o Indikatori da li je dozvoljen prekid

o Indikator da li je tekući program u supervizorskom ili korisničkom režimu rada

o Indikator da li je tekuća adresa realna

o Indikator da li je CPU u stanju čekanja kada ne izvršava ni jednu instrukciju

Kontrolni registar pri izvršavanju operacija u pokretnom zarezu u skladu sa IEEE 754

Kontrolni registri koji sadrže specifične informacije za svaku mašinu tekuće stanje vektor prekida postojanjenepostojanje CPU rad u posebnom režimu izvršavanja instrukcija

Navesti i ukratko opisati registre u sastavu aritmeticko-logicke i upravljacke jedinice centralnog procesora Koji od navedenih registara su postojali u procesoru IAS racunara

Da bi se operacije uspesno obavljale potrebno je negde smestiti neke

argumente medjurezultate dobijene vrednosti naredna instrukcija i

za to se koriste registri Registi cine internu memoriju procesora a

veza sa ostalim delovima racunarskog sistema se uspostavlja preko

magistrala

Podaci koji se obradjuju u ALU se dobijaju prenosom iz registara a

rezultati zastavice i indikatori se isto smestaju u registre

Za detaljne opise registara opšte namene i specijalizovanih registara pročitaj prethodno pitanje

U procesoru IAS računara postojali su prihvatni registar memorije (PRM) registar memorijskih adresa (RMA) instrukcioni registar (IR) prijemni registar instrukcija (PRI) brojač instrukcija (PC) akumulator (AC) i MnožilacDelilac (MQ)

- Mikroprocesor Tranzistori Čipovi CMOS

-Kako se zove proces koji se koristi u proizvodnji procesorskih cipova Ukratko opisite u cemu se ovaj proces sastoji ndash Litografija

Mikroprocesor je čip koji sadrži CPU kao i malu količinu memorije koja se koristi za specijalne namene Ranije su pravljeni od silicijumskih kristala u obliku tankih pločica Podloge od provodničkog i neprovodničkog materijala su slagane u obliku oblandi oko sloja silicijuma na kome su urezani tranzistori i ostali elementi koji čine integrisano kolo Zbog stalnih zahteva za povećanje brzine mikroprocesora ali i ograničenja debljine silicijumskih ploča razvijane su nove tehnologije + CISC RISC (pogledaj pitanje dole)

Tranzistor je uređaj sa tri završna priključka (elektrode) koji us računaru može da ima funkciju ili prekidača ili pojačivača Sastoji se od tri sloja poluprovodničkog materijala (baziranog na silicijumu ili germanijumu kome je dodat bor ili arsen) koji može da provodi električnu struju Bipolarni tranzistori su oni koje čine dva para PN spojenih dioda koje formiraju sendvič u kome se jedna vrsta poluprovodnika nalazi između dva poluprovodnika druge vrste Postoje dva tipa ovih tranzistora sa PNP konfiguracijom (negativan poluprovodnik između dva pozitivna) i sa NPN konfiguracijom (pozitivan poluprovodnik između dva negativna) Ova tri poluprovodnika su nazvana kolektor osnova i emitor FET tranzistor je tranzistor sa efektom polja (Field Effect Transistor) Elektrode FET tranzistora se nazivaju izvor vrata i odvod Vrata su kontrolna elektroda razdvojena od površine poluprovodnika tankim slojem izolacionog materijala Površina između izvora i odvoda se naziva kanal napravljen od N-tipa ili P-tipa poluprovodničkog materijala a elektroni putuju od izvora ka odvodu kroz njega Danas su na savremenim računarima najzastupljeniji MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor FET) tranzistori u kome se izolator pravi od nekog oksida a gde se silicijum ponaša i kao provodnik i kao izolator zbog čega je nazvan poluprovodnik Struja u MOSFET tranzistoru se prenosi tako što dominanti prenosioci putuju od izvora prema odvodu Kada je voltaža na vratima ispod određenog nivoa vrlo malo stuje može da protiče kroz kanal i obrnuto ako se voltaža poveća povećava se i protok struje između ostale dve elektrode tranzistora Na ovaj način tok struje od izvora ka odvodu može biti prekidan i

uspostavljan pomoću voltaže na vratima slično kao kod prekidača FET tranzistori se nazivaju bdquotranzistori sa efektom poljaldquo jer tokom povećanja voltaže na njima se formira električno polje koje uzrokuje odbijanje naboja od izolatorske barijere što povećava provodljivost kanala FET tranzistori se često nazivaju i unipolarni jer kod njih u prenosu struje učestvuje samo jedan (dominantan) prenosnik

CMOS tehnologija (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) nastala sredinom 1980-ih godina funkcioniše obrnuto od onog opisanog u MOSFET-u gde se na metalna vrata primeni niska voltaža prekidač se zatvara i propušta elektricitet U slučaju primene visoke voltaže prekidač ostaje otvoren Prednost CMOS tranzistora je u tome što jako malo troše struje za održavanje stabilnog stanja SKoro svi mikroprocesori memorija i čipovi za podršku koriste oba tipa MOS prekidača zbog čega se za njih kaže da su CMOS zasnovani

Čipovi se prave od hiljada ili miliona tranzistora spakovanih na malu silicijumsku površinu Tradicionalno se za spajanje tranzistora koristio aluminium a od 1997 se koristi bakar Brzina čipa zavisi od broja tranzistora na čipu brzine svakog tranzistora i kašnjenja pri prenosu električnog impulsa kroz provodnik između dva tranzistora Čipovi koji se koriste se mogu grupisati u mikroprocesorske memorijske i logičke čipove

Litografija je proces pravljenja čipova gde se umnožavanjem matrice na ploče od silicijuma koje se uobičajeno nazivaju silicijumske oblande Matrica koja se prenosi sadrži strukturu po slojevima kompletnog čipa uključujući tranzistore njihove spojeve i ostale komponente Za pravljenje slike matrice se koristi fotootpornik sastavljen od polimera materijala sačinjenog od dugačkih lanaca komponenti koje se ponavljaju Pri pravljenju svakog od slojeva na čipu na kompletnu površinu silicijumske oblande se nanosi sloj fotootpornika Kada laserski zrak krećući se po matrici deluje na fotootpornik osvetljeni delovi se rastvaraju dok neeksponirani ostaju na istom mestu Deo fotootpornika koji ostaje nadalje se koristi kao zaštita Postupak se ponavlja za svaki sloj na matrici sa koje se vrši preslikavanje Kada se na kraju procesa preostali fotootpornik ukloni pomoću organskog rastvora silicijumska oblanda ostaje sa narezanom željenom strukturom na površini Koristeći ovu tehnologiju na svakoj oblandi se istovremeno narezuje velik broj čipova Posle testiranja oblanda se deli na pojedinačne čipove Ako su u pitanju mikroprocesorski čipovi oni se tada montiraju na okvir na kome se nalaze kontakti preko kojih mikroprocesor komunicira sa spoljašnjom okolinom Najčešće se kao okvir ili podloga koriste keramika ili organski materijali Današnji stepen razvoja litografske tehnologije omogućuje konstrukciju čipova sa više nivoa veza među tranzistorima Veoma je bitna vrsta fotootpornika zbog dužine svetlosnih zraka koji se koriste za formiranje izgleda čipa Tendencija je da se koristi svetlosni zrak sve manje i manje talasne dužine te je krajem 2000-te za ovo korišćena ultraljubičasta svetlost a naredne generacije će se koristiti laserski zrak Planira se i uvođenje novih vrsta fotootpornika koji se trenutno testiraju Takođe bitno je obratiti pažnju i na razvoj izolatora Trenutno se koristi u CMOS čipovima silicijum dioksid koji se godinama stanjivao kako bi stalo što više čipova međutim kada je silicijum dioksid previše tanak prestaje da bude izolator te se u laboratorijama širom sveta vrše eksperimenti za novim materijalima izolatorima

- Detaljno opisite tehnologije izrade mikroprocesora koje poznajete

Najčešće do sada korišćena tehnologija je pravljenje manjih i bržih tranzistora Međutim zastoj do koga dolazi pri prenošenju signala kroz spojeve između manjih i bržih tranzistora postaje značajan

ograničavajući faktor ove tehnologije Jedan način za ublažavanje ovog ograničenja je korišćenje bakarnog provodnika a drugi silicijum na izolatoru

Tehnologija sa bakarnim vezama ndash IBM je prvi uveo upotrebu bakra za povezivanje tranzistora u čipu jer je bakar uspeo da prevaziđe aluminium što se tiče brzine provođenja električne struje Godinama su vršeni eksperimenti sa zlatom srebrom i bakrom ali su sva tri menjala ponašanje kada bi bila u interakciji sa silicijumom i gubili bi moć provođenja Tek 1994 god u IBM laboratorijama je pronađen način da se postavi mikroskopska barijera između bakra i silicijuma uz smanjenje broja koraka potrebnih za kompletiranje čipa To je omogućilo smanjenje veličine integrisanih kola pored čega je povećanje brzine ostvareno i bržim prenosom elektriciteta kroz provodnike kao i povećanjem broja slojeva bakarnih provodnika u odnosu na prethodnu tehnologiju

Silicijum na izolatoru (SOI) ndash To je tanak sloj silicijuma na vrhu izolatora kao što je staklo Na tom sloju mogu da se smeštaju tranzistori koji brže rade jer SOI redukuje kapacitet prekidača Kapacitet neke strukture predstavlja mogućnost da struktura sadrži električni naboj U slučaju MOS tranzistora ili prekidača svaki put kada se uključi prekidač mora prvo da popuni svoj interni kapacitet pre no što počne da provodi elektricitet i na to troši vreme Jedan način za povećanje brzine tranzistora je implementacija neke od metoda za redukciju internog kapaciteta tranzistora Kako ovo funkcioniše Jedna od površina u MOS (metal-oxide-semiconductor) prekidaču koja može da čuva naboj (kako ne bi stalno punili i praznili naboj pre provođenja elektriciteta) je prostor između samog silicijumskog supstrata koji je čist silicijum i bdquonečistoćaldquo koje se dodaju silicijumu u čipu Taj prostor se naziva spoj kapaciteta U slučaju da se tanak sloj izolatora kao što je staklo umetne između bdquonečistoćaldquo i silicijumskog supstrata eliminisao bi se ovaj prostor (a samim tim i njegov kapacitet) i takav tranzistor bi radio brže Prema objavljenim podacima SOI čipovi imaju kraće vreme izvršavanja instrukcionog ciklusa i bolje performanse od odgovarajućih čipova izgrađenih u čistoj CMOS tehnologiji Druge prednosti SOI čipova su manja potrošnja struje manja mogućnost pojave tzv bdquomekihldquo grešaka koje nastaju zbog promene sadržaja od strane kosmičkog i pozadinskog radioaktivnog zračenja (zato je i korišćena u svemirskim brodovima) Pored ovih razvijene su i ove tehnologije silicijum-germanijum i niski-k dielektrik

- Karakteristike Cisc I Risc procesora

- Kada je konstruisan mikroprocesor 801 i koje su bile njegove karakteristike koje su bile bitno razlicite od karakteristika drugih procesora u tom periodu

Kako je sve počelo Prvo je postojao problem softverske krize gde nije bilo dovoljno programera sposobnih da kvalitetno i na vreme razviju potreban softver Ovo je rešeno razvojem moćnijih i složenijih programskih jezika i generatora softvera (kraće i preciznije izražavanje algoritama) gde je ovo rešenje dovodilo do semantičke praznine u mogućnostima postojeće arhitekture računara i rešenjima predviđenim programskim jezicima i alatima Izvršavanje programa je postajalo neefikasno povećana je veličina mašinskog programa i složenost prevodilaca Da bi se premostila nastala praznina modifikovana je arhitektura novih modela računara Ove modifikacije su omogućile jednostavniju konstrukciju prevodilaca i povećanje efikasnosti izvršavanja

Pojava RISC tehnologije Jedan od projekata iz kog je proistekla ideja o drugačijoj arhitekturi računara bio je projekat velike telefonske mreže sposobne da podrži prijem i preusmeravanje tri stotine poziva u sekundi Mašina nije još uvek bila napravljena kada se shvatalo da će ona biti odlična osnova za mikroprocesor opšte namene sa veoma visokim performansama u odnosu na proizvodnu cenu Najvažnije osobine ove mašine su deljenje keša za instrukcije i podatke (veća propusnost) nije bilo izvršavanja aritmetičkih operacijama nad podacima u memoriji (poboljšano preklapanje instrukcija) i uniformna veličina instrukcije i jednostavna konstrukcija (kratko vreme izvršavanja ciklusa) Ova mašina je dobila ime 801 po IBM-ovoj zgradi u kojoj je projekat izvođen

Detaljne analize programa ustanovile su da se oko 30 svih instrukcija koristi za prenosenje podataka izmedju memorije i procesoraTakodjerazlicite studije su pokazale da izvrsavanje skoka moze da uzme cak i do jedne trecine ukupnog procesorskog vremenaPrvi prepoznatljiv pokusaj smanjenja performansi u slucaju izvodjenja skokova je IBM-ov racunar IBM 7030 (Stretch)Stretch je imao posebno konstruiasn hardver za bolje izvrsavanje insrukcija uslovnog grananja koje nisu rezultovale i samim skokomSa preklapannjem instrukcija na dva do tri nivoa znatn se smanjivalo efektivno vremepotrebno za pristup memoriji i vrsenje skokaOperacije dohvatanja iz memorijesu zahtevale dva ciklusajedan za izracunavanje adrese podatka i slanje adrese na memorijsku magistralu i drugi za prijem podatka i njegovo prenosenje u odredjeni registarPosto za drugi ciklus nije bio potreban CPUon je mogao da izvrsava narednu instrukciju sem u slucaju da je ta instrukcija zahtevala upotrebu memorijske magistrale Velika prednost noveeksperimentalne masine je to sto je bila u stanju da izvrsi mnogo veci broj instrukcija u jednom ciklusu u odnosu na druge masinenpr IBM370Eksperimentalna masina je bila slicna vertiaklnoj mikrokod masinitj masini koja je izvrsavala jednu instrukciju u jedinici vremenaUmesto skrivanja ovih atributa iza slozenog skupa instrukcija u mikrokodumasina je tu mogucnost ponudila direktno krajnjem korisnikuMikoracunar sa ogranicenim skupom instrukcija ce izvrsavati makro instrukciju u otprilike istom broju ciklusa koliko je potrebno masinama serije S370 za izvrsavanje svoje odgovarajuce instrukcijeveliki potencijal masine je predstavljala cinjenica da se takva jednostavna instrukcija izvrsava znatno brze za istu familiju integrisanih kola zbog vremena potrebnog za isvrsavanje CISC(Complex Instruction-Set Computer) interpretatora Posto je ova eksperimentalna masina osmisljena za potrebe projekta za Telefonsku mrezuza vreme konstruisanja je nazivana telefonska masinaKako je to ime bilo neadekvatnomasina je dobila ime 801po IBM-ovoj zgradi u kojoj je projekat izvodjenOrogonalni 801 je zavrsen 1978 godine i dugo vremena je bio IBM-ov najbrzi eksperimentalni rpocesorU narednim godinama je koriscen u velikom broju projekata(40-MHz 801 procesor je bio osnovni UI processor na IBM S470 masinama serije 3090koriscen kao mikroprocesor u masinama serije 9370)

Neke osobine RISC procesora Razne studije su pokazale da je potreba za novom arhikteturom racunara sve vecaPored pojave procesora IBM 801 znacajna je i pojava Berkli RISC I procesoraPojava ovih procesora i njihove dobre karakteristike su najavili pojavu RISC(Reduced Instruction-Set Computer) arhikteturezasnovane na drugacijoj osnovi od tada jedino postojece CISC arhikteture

Slicnosti ponasanja tadasnjih procesora i programa

Naredbe koje su se najcesce javljale u programima su bile naredbe dodele

uslovna naredba i poziv potprograma Poziv i povratak iz procedure su operacije koje zahtevaju najviše vremena u tipicnim programima pisanim na višim programskim jezicima

Referisanje na operande se obavlja kao referisanje na lokalne skalarne vrednosti Zbog toga je neophodna optimizacija procesa zapisivanja i pristupa lokalnim promenljivim

Pri pozivu procedura oko 98 procedura je prenosilo manje od 6 argumenata a cak kod 92 procedura su ti argumenti bili lokalni Tako da broj reci potreban pri pozivu procedure nije veliki ali treba obratiti pažnju na pristup argumentima Na osnovu ovih slicnostirazne istrazivacke grupe su dosle do zakljucka da concept pravljenja arhiktetura koje su vrlo bliske visim programskim jezicima nije optimalan

Visi programski jezici su mogli bolje da budu podrzani optimizacijom njihovih osobina koje su najveci potrosaci procesorskog vremenai takodje su nasli tri nacina za poboljšanje performansi

1 Povecanje broja registara - Uoceno je da u nekim programima postoji jako veliki procenat naredbi dodeljivanja i pomeranja podataka Ova karakterstika zajedno sa skalarnim tipom podataka sugerisala je da se performanse mogu poboljšati smanjenjem referisanja memorije i povecanim referisanjem registara Jedan od resenja je bio povecanje broja registara

2 Poboljšanje mehanizma preklapanja instrukcija- Obzirom na visoki procenat uslovnih skokova i poziva procedura uobicajeni nacin implementacije preklapanja nije efikasan Posledica uslovnih skokova i poziva procedura je postojanje velikog broja instrukcija koje su dohvacene ali se nikada ne izvršavaju

3 Smanjen broj osnovnih instrukcija - Sa smanjenim brojem osnovnih instrukcija jednostavnije je konstruisati mikroprocesor pa se manje vremena troši na prepoznavanje instrukcija i instrukcije su brže jer se izvršavaju u jednom ciklusu Suprotno ocekivanjimaprogram pisani za RISC se nisu mnogo razlikovali od programa za CISC masineRISC programi jesu duzi-imaju veci broj instrukcijarazlog je to sto prevodioci ovih programa pokusavaju da koristo sto jednostavnije instrukcijetako da se tesko moze naci neka nova slozenija instrukcijaKako je kod RISC procesora smanjen broj osnovnih instrukcijaoperacioni kod CISC programa je duzi i zauzima vise prostora u memorijiJos jedan razlog zasto RISC ne zauzimaj umali deo memorije jeste to sto veliki deo RISC instrukcija sadrzi samo operacije sa registrimatakodje se ocekivalo da se slozene instrukcije CISC procesora izvrsavati brze nego kaok niz jednostavnijih masinskih instrukcija

Osobine RISC procesora koje su zajednicke bez obzira na proizvodjaca

1 Izvršavanje (bar) jedne mašinske instrukcije za jedan mašinski ciklus ndash Ovim se smanjuje ili eliminiše potreba za mikrokodom i kompletna mašinska instrukcija može da bude hardverski kodirana Takva instrukcija se izvršava brže od odgovarajucih instrukcija CISC procesora jer nema potrebe za vršenjem mikroprogramske kontrole

2 Najveci broj mašinskih operacija je tipa registar-u-registar - rezultuje uprošcenom upravljackom jedinicom Ovakva arhitektura omogucuje optimizaciju upotrebe registara tako da argument kome se cesto pristupa ostaje u brzoj memoriji od koje su napravljeni registri

3 Upotreba relativno malog broja nacina adresiranja - Najveci broj instrukcija RISC procesora koristi registarsko adresiranje Pored njega mogu da se jave i drugi nacini adresiranja Ostali kompleksniji nacini adresiranja se realizuju softverski Ova osobina takodje ima uticaj na jednostavnost konstrukcije upravljacke jedinice cime se povecava brzina rada

4 Upotreba jednostavnih formata instrukcija - Koristi se samo nekoliko razlicitih formata instrukcija koje su fiksne dužine i obicno su poravnate na granicu reci što znaci da ne prelaze granice stranica Polja u instrukcijama su takodje fiksne dužine što omogucuje istovremeno dekodiranje operacionog koda i pristup operandu instrukcije

Prednosti RISC procesora u odnosu na procesore izvedene u CISC tehnologiji se

mogu podeliti u dve grupe

1 Jednostavnija konstrukcija - Zbog manjeg broja instrukcija i jednostavnije strukture vreme potrebno za dizajniranje i uvodjenje takvog procesora u komercijalnu upotrebu je znatno krace

2 Bolje performanse - RISC cipovi poseduju znatno bolje performanse od CISC cipova koji rade na istim brzinama Za RISC mikroprocesore je jednostavnije definisati prevodioce koji formiraju mnogo optimalniji kod nego za CISC mikroprocesore Veliki broj instrukcija koje generišu prevodioci je relativno jednostavan Upravljacka jedinica može da se napravi da za ovakve instrukcije koristi vrlo malo mikrokodiranja tako da se one izvršavaju brže nego na odgovarajucim CISC procesorima

Danasnji procesori RISC i CISC predstavljaju hibride obe tehnologijeKonstruktori savremenih CISC procesora suu cilju poboljsanja performansi u njih ukljucili mnoge pozitivne osobine RISC procesora(Sistem preklapanja instrukcijapovecan broj instrukcija)Takodjekonstruktori RISC procesora su ukljucili pojedine karakteristike CISC procesora kao sto je prosireni skup instrukcija Najpoznatiji proizvodjaci RISC cipova su firme Motorola (88000 PowerPC) Silicon Grpahics (MIPS R1000 R3000 R4000 R12000) Digital (Alpha) Hewlett Packard (PA-RISC 82008600) Sun Microsystems (Micro SPARC i ULTRA SPARC) i IBM (RS6000 i PowerPC)

ČITAJ U KNJIZI STR 295

7 Masinske instrukcije

- Nabrojati karakteristike i tipove masinskih instrukcija koje poznajete

Skup različitih mašinskih instrukcija koje mogu da se izvršavaju na nekom procesoru se naziva skup instrukcija procesora Instrukcije moraju da sadrže sledeće informacije

1 Operacioni kod instrukcije ndash definiše operaciju koja će biti izvršena

2 Referencu na operande instrukcije ndash mogu biti ulazne vrednosti ili rezultati izvršavanja instrukcije

3 Referencu na narednu instrukciju koja treba da se prenese u procesor po završetku izvršavanja tekuće instrukcije

Tipovi instrukcija

-Navedite moguce tipove instrukcija i nacine adresiranja u savremenim elektronskim racunarima

-Navesti nacine adresiranja koje poznajete

-Nabrojati akcije koje obuhvata poziv potprograma

-Opisati razliku izmedju masinskih i asemblerskih jezika

8 Unutrasnja memorija

-Navesti i kratko opisati tipove memorije prema svojstvu adresivosti

-Koji su moguci nacini pristupa podacima zapisnim u memoriji

-Sta je kapacitet memorije i kako se meri

9 Spoljasnja memorija

-U cemu se sastoji formatiranje magnetnog diska niskog i visokog nivoa

-Ukratko opisati osnovnu ideju RAID tehnologije i nivoe RAID-a koje poznajete

10 UI podsistem

-Glavne funkcije

-Navesti i kratko objasniti tehnike UI operacija

-Koje informacije moze da sadrzi DMA kontrolni blok

-Sta je periferni procesor i gde se najcesce koristi

11 Otkrivanje i korekcija gresaka

-Navesti tipove gresaka koje se javljaju pri zapisu podataka u poluprovodnickoj memoriji Na koji nacin se manifestuju greske svakog od postojecih tipova

-Sta je sindrom reci i na koji nacin se dobija

-Objasniti na koji nacin se otkriva postojanje greske u zapisu i njena pozicija koriscenjem

sindroma reci

-Nabrojati nacine otkrivanja i korekcije gresaka koji se koriste u pristupu kontrole greske unapred i kontrole greske unatrag

-Navesti faktore od kojih zavisi adekvatan izbor metode za otkrivanje gresaka

-Koje su najcesce koriscene metode za otkrivanje gresaka

-Opisati metod kontrole parnosti u dve dimenzije U cemu je prednost ove metode u odnosu na standardnu metodu kontrole parnosti

12 Istorija

13 UOR pitanja ultimate knjiga za karakteristike predstavnika

13Koja je osnovna prednost modifikovanog Butovog algoritma za mnozenje celih brojeva u odnosu na obican Butov algoritam za mnozenje celih brojeva

Modifikovani Butov algoritam je osmisljen tako da smanji broj koraka pri mnozenju brojeva zapisanih u potpunom komplementu

14 U kojim slucajevima je pogodno primeniti optimizovan Butov algoritam za mnozenje oznacenih celih brojeva i opisati u cemu se sastoji optimizacija ove racunske operacije

15 Koje su prednosti DPD u odnosu na Cen-Ho kodiranje

Prednosti subull efikasnije kodiranje proizvoljnog broja cifarabull sve cifre su desno poravnate pa se moze lakse prosiriti zapis bez ponavl-janja kodiranjabull pozicija i izbor p i v bitova omogucuje da brojevi iz intervala [079] budu desno poravnatoKodirani na isti način kao u BCD 8421 kodu sto olaksava konverziju(dok kod Čen-Ho kodiranja ovaj način preslikava brojeve u intervalu od [07]

16 Kako se otkriva prekoračenje prilikom izvođenja aritmetičkih operacija

17 Šta su realni brojevi u fiksnom zarezu kako se zapisuju i gde se upotrebljavaju

Realni brojevi u pokretnom zarezu se upotrebljavaju u slučajevima kada treba obezbediti tačan zapis broja u računaru Ovaj način zapisa nije pogodan za jako male ili jako velike brojeve

18 Navesti broj bitova u eksponentu i nastavku frakcije pri zapisu broja sa dekadnom osnovom u jednostrukoj dvostrukoj i četvorostrukoj tačnosti u IEEE754 standardu pomoću DPD kodiranja

19 Definisati način sabiranja brojeva u obliku znak i apsolutna vrednost nepotpuni i potpuni komplement

20 Maksimalan broj cifara razlomljnog dela realnog broja koji moze da bude korektno zapisan u binary32 binary 64 binary128 zapisu

21 Navesti pozeljne osobine binarnih kodova dekadnih cifara Koju od tih osobina se poseduju kodove 2421 5421 i kod visak 3

imamo subnormalne brojeve koji su po apsolutnoj vrednosti manji od β^emin (ali veći od 0) Oni uvek imaju manje od p značajnih cifara

-Sta je prosireni a sta i prosirivi zapis u IEEE 754 standardu Koji su razlozi njihovog uvodjenja

-Navesti i kratko opisati moguce nacine zaokruzivanja koje koristi IEEE 754 standard

-Koristeci zaokruzivanje ka +1 zaokruziti broj na 3 decimale

-Koristeci zaokruzivanje na parnu cifru zaokruziti broj na 2 decimale

-Sta se podrazumeva pod kanonickom reprezentacijom brojeva u IEEE 754 standardu

-Objasniti pojam kohorte u IEEE 754 standardu

-Objasniti nacin uredjenja svih predstavljivih vrednosti u IEEE 754 standardu (binarna i dekadna osnova)

-Navesti najmanji i najveci moguci broj cifara u zapisu realnog broja zapisanog pomocu binarne dekadne (sa dekandnim kodiranjem) i heksadekadne osnove u jednostrukoj dvostrukoj i cetvorostrukoj tacnosti

-Navesti aritmeticke operacije koje kao rezultat proizvode QNan prema IEEE 754 standardu

-Navedite algoritam za izračunavanje količnika dva realna broja zapisana u pokretnom zarezu

-Navesti broj bitova u eksponentu i frakciji pri zapisu broja sa binarnom binarnom osnovom u jednostrukoj dvostrukoj i četvorostrukoj tačnosti u IEEE754 standardu U kom od ovih zapisa frakcija poseduje implicitni bit

Broj bitova u eksponentu je 8 11 i 15 U svakom od zapisa postoji implicitni bit

Šta su realni brojevi u pokretnom zarezu kako se zapisuju i gde se upotrebljavaju

Realni brojevi u pokretnom zarezu se koriste za zapis jako velikih ili jako malih brojeva kao i kada je potrebno predstaviti realne brojeve (i vršiti operacije sa njima) sa velikom preciznošću

2 Sta su cifre cuvari i kada se koriste Koristeci cifre cuvare izracunati razliku brojeva x =10011 i y = 9999 zapisanih u osnovi β = 10 sa preciznoscu p = 4 Kolika je razlika brojeva ako ne koristimo cifre cuvare

33

Zapis br sistemi prevodjenje

-Navesti i opisati kodove koji se koriste za zapis znakovnih podataka

-Definisati funkciju kodiranja i funkciju dekodiranja

-Hartmanova metoda navesti korektivne cifre razlomljeni brojevi prevesti

-Definisati pozicioni i nepozicioni brojcani sistem i navesti odgovarajuce primere

















Tezinski 842123215421753-684-2-1



3 RBS






primene

4 Logicke osnove




-SKNF SDNFhellip


















6 Procesor





























magistrala


















































Tipovi instrukcija












10 UI podsistem

-Glavne funkcije








sindroma reci





12 Istorija






























Tezinski 842123215421753-684-2-1



3 RBS






primene

4 Logicke osnove




-SKNF SDNFhellip


















6 Procesor





























magistrala


















































Tipovi instrukcija












10 UI podsistem

-Glavne funkcije








sindroma reci





12 Istorija















3 RBS






primene

4 Logicke osnove




-SKNF SDNFhellip


















6 Procesor





























magistrala


















































Tipovi instrukcija












10 UI podsistem

-Glavne funkcije








sindroma reci





12 Istorija





















6 Procesor





























magistrala


















































Tipovi instrukcija












10 UI podsistem

-Glavne funkcije








sindroma reci





12 Istorija






































magistrala


















































Tipovi instrukcija












10 UI podsistem

-Glavne funkcije








sindroma reci





12 Istorija























































Tipovi instrukcija












10 UI podsistem

-Glavne funkcije








sindroma reci





12 Istorija














12 Istorija














uor pitanja

Education