ARCHITETTURA DEGLI ELABORATORI

Primo compitino

Differenze SRAM e DRAM Nella SRAM il valore di una determinata cella mantenuto da una coppia di porte invertenti finch vi alimentazione. Nelle DRAM invece tale valore conservato nella carica di un condensatore e la cella deve essere periodicamente riscritta

Descrivere la rappresentazioni in complemento a due E una rappresentazione di un numero negativo e consiste nel prendere il numero in valore assoluto, convertirlo in binario, invertire tutti i bit (complemento a 1) e poi sommare 1

Differenza tra J e JR La J effettua un salto allindirizzo che si ottiene concatenando i 4 bit pi significativi del PC ai 28 che si ottengono shiftando a sinistra di 2 posizioni i 26b di destinazione. La JR invece effettua un salto al registro il cui lindirizzo in RS

Tutte le modalit per scrivere un numero in binario Complemento a 1, complemento a 2, modulo e segno, eccesso 2^(n-1), codifica unsigned Confrontare le diverse architetture e le somiglianze della istruzione di tiro R e di tipo J Unistruzione di tipo R esegue unoperazione aritmetico-logica tra due registri e salva il risultato in un terzo registro. Le istruzioni di tipo J invece permetto di effettuare salti incondizionati. Tuttavia ci sono delle istruzioni (es. JR e JALR) che permettono di effettuare salti verso una istruzione il cui indirizzo contenuto allinterno di RS

Perch un istruzione J pu arrivare ad un salto di 2^28? Perch per essere allineato alle WORD (quindi multiplo di 4) i 26b di destinazione vengono shiftati a sinistra di 2 posizioni

Ripple Carry Il Ripple Carry il sistema di riporto dellALU a un bit (formato da Carry-in e Carry-out)

Descrivere la rappresentazione in eccesso 2^(n-1) E una tecnica che serve a rappresentare numeri negativi, il range va da -2^(n-1) a 2^(n-1)-1. Si fa per evitare il problema del doppio 0

Cos una porta FULL ADDER e cosa fa Il FULL ADDER un componente caratterizzato da 3 ingressi e 2 uscite. La sua funzionalit quella di eseguire una somma tra due numeri in binario. A differenza dellHALF-ADDER prevede la presenza ti un resto

"Per effettuare la differenza tra due numeri in 32 bit con ALU a 32 bit devo settare a 1 il Carry In del Full Adder in posizione 0". Questa affermazione vera o falsa? Motivare la risposta Questa affermazione FALSA, perch essendo in posizione 0 il FULL ADDER non avr nessun Carry-in

A cosa serve linstruction register? Serve a mantenere listruzione prelevata in fase di fetch

Cosa succede se metto 64 registri invece di 32 in un processore con architettura MIPS? Niente perch con il set di istruzioni da 32b non si possono raggiungere pi dei 32 registri predefiniti

A cosa serve in un circuito sequenziale il segnale di CLOCK? Serve per scandire le operazioni (operazioni ogni colpo di CLOCK)

Differenze tra reti combinatorie e sequenziali Le reti combinatorie si basano sulla logica combinazionale, un sistema senza memoria e quindi a fronte dello stesso input realizzer sempre lo stesso output. Le reti sequenziali invece, si basano su un sistema di memoria

Descrivere cosa vuol dire che un registro costituito da un Flip-Flop Edge Triggered Downward I Flip-Flop sono gli elementi di memoria pi elementari, in cui loutput uguale al valore dello stato salvato al suo interno. La particolarit di questo Flip-Flop sta che il cambiamento di stato avviene solamente sul fronte di discesa del CLOCK

Perch preferibile utilizzare la notazione esadecimale rispetto alla binaria? Per comodit, in quanto possibile rappresentare valori altissimi con pochi simboli

Secondo compitino

Vantaggi e svantaggi di una cache di grandi dimensioni Una cache molto grande consente di velocizzare lesecuzione di un programma in quanto vengono diminuiti i tempi di accesso alla memoria RAM. Lo svantaggio che al crescere della memoria aumentano i costi

Spiegare perch vengono utilizzati i multiplexer (MUX) nel DATAPATH I multiplexer vengono usati perch, a seconda della linea di selezione, dividono i dati e le inviano alle porte logiche scelte

JAL nel DATAPATH senza ALU Si crea un collegamento diretto tra il MUX del data-write e il PC ed infine aggiungere al MUX prima del register-file un ingresso per il registro 31

Implementare JR in un DATAPATH Si aggiunge un ingresso e il segnale di controllo al MUX che troviamo prima dellALU Definizione di latenza e banda passante e comportamento delle 3 tecniche viste La latenza il tempo che intercorre tra linvio del segnale di pronto della periferica e linizio del trasferimento vero e proprio. La banda passante invece la quantit di dati che viene trasferita in un tot di tempo. POLLING: latenza molto bassa, banda passante molto alta I/O ad interruzioni: latenza pi alta rispetto al POLLING e banda passante bassa DMA: latenza minima e banda passante massima

Localit temporale e spaziale La localit temporale dice che probabile che un oggetto a cui si fatto riferimento venga nuovamente chiesto in tempi brevi. La localit spaziale dice che probabile che gli oggetti che si trovano vicino ad un oggetto a cui si fatto riferimento vengano richiesti in tempi brevi

Vantaggi e svantaggi MAPPING I/O Vantaggi: Non necessita di istruzioni speciali Il software di controllo pu essere scritto in alto livello Memoria segmentata, pi aree di I/O possono mappare sul medesimo spazio di indirizzamento fisico Svantaggi: Non si presta alluso della cache Il dato rilevante solo nella memoria del dispositivo Non compatibile con architetture a BUS multipli Occorre filtrare gli indirizzi emessi dalla CPU ed instradarli sul BUS appropriato

Descrivere il metodo di I/O del POLLING La gestione dei dispositivi I/O totalmente demandata alla CPU. Si scansionano periodicamente tutti i dispositivi per verificare se qualcuno di essi richiede un servizio. La maggior parte del tempo impiegata dal programma principale nellesecuzione di un ciclo di POLLING

Operazione di RESTORE nelle eccezioni Loperazione di RESTORE viene eseguita dalle funzioni per ripristinare i registri saved al valore contenuto prima dellesecuzione della funzione

Registro di stato Nel registro di stato troviamo i seguenti bit: Bit di zero, quando il risultato di unoperazione logica o matematica = 0 Bit di Carry (riporto), indica se il risultato di unoperazione da un riporto Bit di segno, indica se il risultato positivo o negativo Bit di overflow, indica se il risultato da overflow secondo la rappresentazione del complemento a 2

Uscita zero nella ALU Luscita zero serve per indicare se un qualsiasi operazione dellALU tra due valore in ingresso uguale a 0