ZAGADNIENIA NA ZALICZENIE MATERIAŁU Z WYKŁADÓW Z ARCHITEKTURY SYSTEMÓW KOMPUTEROWYCH (II CZĘŚCI)

1. Podstawowe parametry zasilaczy impulsowych (ze wskazaniem wad i zalet).

2. Na schemacie blokowym omówić zasadę działania zasilacza impulsowego.

3. Podstawowe parametry pamięci wykorzystywanych w systemach komputerowych.

4. Hierarchia pamięci stosowanych w systemach komputerowych (czas dostępu, pojemność) - krótka charakterystyka.

5. * Klasy pamięci w komputerze PC ze względu na dostęp do informacji.

6. Rodzaje pamięci półprzewodnikowych - ogólna charakterystyka.

7. Wyjaśnić cel stosowania pamięci CACHE w systemach komputerowych.

8. Budowa pamięci CACHE.

9. Efektywność pamięci CACHE.

10. Scharakteryzować topologie pamięci CACHE (sposób połączenia procesora, CACHE i RAM).

11. Scharakteryzować metody odwzorowania pamięci RAM w pamięci CACHE.

12. Metody określania „trafień” w pamięci CACHE.

13. Niespójność danych w pamięci RAM i CACHE - rodzaje, strategie eliminacji.

14. Budowa pamięci 2D

15. Budowa pamięci 3D

16. Budowa pamięci 21/2D.

17. Detekcja i korekcja błędów w układach pamięci.

18. Praca pamięci z przeplotem.

1.

-napięcie wejściowe

-prąd wyjściowy

-napięcie wyjściowe

-warunki otoczenia

-wielkości mechaniczne

Wady: Zakłócenia Zalety: Dostosowanie do Sieci (Uniwersalność niezależność od napięcia(wahań)

2.

3.

-pojemność

-czas dostępu

-czas cyklu

-szybkość transmisji

-pobór mocy

-koszt

4.

-pamięć rejestrowa - zbiór wszystkich rejestrów - dostęp przez układ sterowania (wybór rejestru na podstawie kodu rozkazowego), najszybszy dostęp, najmniejsza pojemność

-pamięć kieszeniowa/podręczna - pojemność zależna od rodzaju (L1, L2 lub L3), czas dostępu rzędu ns

-pamięć operacyjna/główna - pojemność przekracza tysiące mega słów, czas dostępu rzędu 100ns

-pamięć dodatkowa/masowa (zewnętrzna) - pojemność setki mega słow..tysiące giga słów, czas dostępu średni ok. kilku MS (dla pamięci dyskowych); istotna właściwość pamięci masowych na bazie wymiennych dysków lub taśm magnetycznych - możliwość wymiany nośnik

*5.

-pamięci z dostępem bezpośrednim (swobodnym) - RAM

-pamięci z dostępem cyklicznym - dwa rodzaje: z nieruchomym nośnikiem z ruchomym nośnikiem (pamięci dyskowe)

-pamięci z dostępem sekwencyjnym - taśmy magnetyczne

-pamięci z dostępem asocjacyjnym

6.

7.

Pamięci CACHE stosowane są w celu przyśpieszenia dostępu do pamięci RAM

8.

	Pamięć CACHE
TAG - RAM (Katalog Cache) Przechowuje informacje o tym co znajduje się aktualnie w pamięci	Pamięć z danymi	Sterownik Sprawdza czy informacja jest w pamięci Cache i organizuje współpracę z systemem.

9.

-sekwencyjnie ułożone dane w RAM

-iteracje (program wykonywany „krok po kroku”)

-przetwarzanie całych struktur danych

10.

Topologia Look-Aside

(układ konwencjonalny)

Procesor RAM

CACHE

Cechy:

-Częstotliwość pracy obu pamięci taka sama.

-Czas dostępu do RAM ulega skróceniu (dzięki szybkości CACHE).

-Magistrala pamięci RAM jest blokowana przy każdym dostępie procesora do cache.

-Stosowana do Pentium MMX włącznie (L2 umieszczona na płycie głównej).

Topologia Look-Through

(Inline Cache)

Procesor CACHE RAM

Cechy:

-Różne częstotliwości pracy pamięci (L2 taktowana inną częstotliwością niż magistrala pamięciowa).

-Procesor zanim odwoła się do RAM „szuka” danych w L1 i L2.

Topologia Back-Side

(architektura dwuszynowa)

CACHE Procesor RAM

Magistrala BSB Magistrala FSB

Cechy:

-Występują dwie magistrale:

1)CPU - RAM = FSB (Front Side Bus) - w Corei7 QPI (Quick-Path Interconnect)

2)CPU - CACHE = BSB (Back Side Bus)

-Częstotliwości magistral - niezależne.

-Możliwość wykorzystania magistrali FSB przez inne urządzenia.

-Wykorzystywana we wszystkich współczesnych rozwiązaniach (różne strategie - kompromis ekonomiczny pomiędzy rozmiarem L2 a szybkością BSB).

11.

Odwzorowanie bezpośrednie

(Direct Mapped)

Zalety:

-Łatwość określania trafień (jedno porównanie)

-Prostota konstrukcji

-Szybkość wyszukiwania informacji

Wady:

-Mała efektywność i mała elastyczność

Odwzorowanie skojarzeniowe

(Fully Associative)

Zalety:

-Składowanie dowolnej linijki RAM w dowolnym miejscu Cache (brak podziału na strony) - duża skuteczność CACHE (niezależna od ułożenia kodu programu)

Wady:

-Trudność określenia trafienia (konieczność przejrzenia całego TRAM)

-Trudność realizacji układu

Odwzorowanie selekcyjno- skojarzeniowe

(Set Associative)

Cechy:

-Połączenie zalet i eliminacja wad wcześniejszych układów

-Liczba kanałów 2 do 4

Rozmiar strony w RAM = rozmiar kanału w CACHE

12.

-Bezpośrednie - Jedno porównanie znacznika z konkretnej linijki z częścią adresu w RAM.

-Skojarzeniowe - Porównanie znaczników z wszystkich nie pustych linijek z częścią adresu w RAM.

-Selekcyjno - skojarzeniowe - Porównanie znaczników z linijek należących do określonej strony z częścią adresu w RAM

13.

1) Procesor aktualizuje dane w CACHE - Odpowiadające im dane w RAM nie są aktualizowane - Urządzenie pobiera nieaktualne dane

2) Urządzenie aktualizuje pamięci RAM - Pamięć CACHE nie jest aktualizowana -Procesor pobiera dane z CACHE

Strategie eliminacji:

-Write Trought - jednoczesny zapis do RAM i CACHE

-Write Back - zapis tylko do CACHE, aktualizacja RAM tylko w razie konieczności

-Victim Cache - L2 przechowuje wyłącznie linijki wyrzucone z L1 - uzupełnianie danych z Ram tylko do L1 (L1 i L2 przechowują zawsze różne informacje).

14.

Elementy z jednym wejściem wybierania (two-dimensional memory) - pamięć liniowa/typu 2D.

- prostsze; bardziej rozbudowany układ wybierania (dekoder wejściowy):

_ wybieranie przez podanie odpowiedniego sygnału logicznego na wejście wybierające;

_ wejścia wybierania elementów w tym samym wierszu połączone razem,

równie_ połączone są wyjścia elementów w tej samej kolumnie;

_ adres wiersza (komórki pamięci) określany za pomoc_ dekodera 1 z n;

_ wzmacniacze zapisu i odczytu na wyjściach kolumn, sterowane sygnałem R/W.

15.

- wybieranie elementu przez podanie na wejścia wybierające odpowiednich sygnałów;

- końcówki danych zwarte dla wszystkich elementów;

- wybór słowa - wybór jednego z wierszy i jednej z kolumn;

- dla słów k-bitowych stosowane k „płatów” pamięci;

- końcówki danych (zwarte dla jednego płatu) dołączone do wzmacniaczy zapisu i odczytu;

- konieczne 2 dekodery wejściowe -dla wierszy i kolumn (koder matrycowy) - uproszczenie

16.

Rozwiązanie kompromisowe - pamięci typu 2½D: elementy matrycy z jedną końcówkę

wybierania (jak w 2D), ale odczyt lub zapis tylko z wybranych kolumn:

- linie kolumn multipleksowane;

- w czasie cyklu pracy pamięci wybierany jeden wiersz i 1 element tego wiersza

dołączany do końcówki danych;

17.

· źródła błędów: zbyt duże zmiany napięcia zasilającego lub zbyt duże natężenie

promieniowania.

· Rodzaje błędów: trwałe (hard errors) i przemijające (soft errors).

· Sposób detekcji (pojedynczych) błędów np. dodanie do każdego słowa bitu

parzystości i sprawdzenie jego wartości przy odczycie [bit parzystości ma warto

1 dla nieparzystej liczby jedynek w słowie i warto 0 dla parzystej lub odwrotnie.

Sposób korekcji błędów:

zastosowanie kodu korekcyjnego, który zapewnia detekcję_ i korekcję błędów

dodane do słowa kodowego bity parzystości spełniaj określone zależności w

odniesieniu do bitów słowa, np. stanowi sumy cząstkowe poszczególnych grup

bitów porównanie na wyjściu bitów parzystości ze słowem umożliwia detekcję

błędu wraz z określeniem pozycji, na której on występuje umożliwia zatem

korekcją tego błędu.

18.

przyspieszenie dostępu do pamięci podzielonej na banki rozpoczęcie dostępu do banku i+1 zanim zakończy się cykl dostępu do banku i (dostąp z przeplotem - interleaving) realizacja przez sekwencyjne uaktywnianie banków i multipleksowanie wyjść danych z każdego banku.

Strona 1 z 5

---