Neumannovo pojetí rozdílu mezi programem a daty a koncepci jejich uložení do paměti

Transkript

1 Biplární tranzistr - Skládá se ze tří plvdičvých vrstev klektr, báze, emitr - Vznikají dva NP přechdy - Přensu elektrnů se věnují ba typy plvdičů (P i N) - Půsbí jak zesilvač Plsčítačka x y S P Neumannv pjetí rzdílu mezi prgramem a daty a kncepci jejich ulžení d paměti - Půvdní kncepce zastávaly mdel, kdy byly prgramy ulženy na jiné paměti než data (např. Harvardská) - Vn Neumann prsadil názr, že prgram i data jsu víceméně ttéž pslupnst bitů O pvaze rzhduje ten, který s nimi nakládá Navrhl pčítač, který dispnval jedinu pamětí, tzv. perační pamětí, na které byly splečně uchvávány jak data, tak prgramy Mechanismus přerušení práce prcesru (Jak, prč) - Pmcí pžadavku přerušení IRQ (Interrupt Request) sběrnice - CPU přeruší svu činnst a zavede bslužný prgram, který IRQ vyřídí - Nutné, jelikž některé akce v pčítači se nemhu dkládat (např. phyb myši) 1

2 Architektura Nehalen prcesrů Intel + c přinesla nvéh - Jde prcesry nesucí značení Cre i3, i5, i7 (rzdíl ve výknu) - Výrbní prces 45nm - 32kB L1 instrukční a 32kB datvý cache na každé jádr 256kB L2 cache na Jádr 8MB cache sdílená se všemi jádry - Pdpra virtualizace prvzvání více serverů s různými OS na jednm HW - Řízení sptřeby prcesr mění napětí a frekvenci Jakými metdami lze určvat bitvé intervaly při přensu dat p sběrnicích? (jak se přijímač dzví, kdy má vyhdncvat stav přenášenéh signálu) - Asynchrnní přens Libvlná dba přensu 1 bitu Nutnst 3hdntvé lgiky pr sérivé sběrnice / řídící části pr paralelní sběrnice - Arytmický přens P určitu dbu (např. přens 1 znaku) asynchrnní, pak synchrnizace - Synchrnní přens Dvě sučasné sběrnice sbních pčítačů (vnitřní + vnější) + pužití - Vnější - např. USB (Universal Seriál Bus) Připjujeme myš, klávesnici, tiskárnu, flash paměti. Až 124 zařízení Verze 1.1 max 12Mb/s 2.0 max 480Mb/s 3.0 max 4,8Gb/s - Vnitřní např. PCI E sérivá sběrnice Sučasně prbíhající busměrný přens Připjujeme např. graficku kartu Frekvence 2,5GHz Ht Plug Ht Swap mžnst vyjmutí, zasunutí za běhu systému Více typů PCI-E x1 -> prpustnst (Oba směry) 250MB/s. PCI -E x8 -> 8000MB/s Na jakém principu prbíhá hledání dat v asciativní paměti - Hledaná infrmace se sučasně prvnává s bsahem všech paměťvých míst - Rychlá a malá, například cache prcesru 2

3 Rzdíl mezi síťvými architekturami Klient Server a P2P - Klient-Server klient psílá serveru pžadavky na zpracvání, server zpracuje a vrací výsledek - P2P všechny uzly jsu rvncenné půsbí sučasně jak klienti i servery pr jiné klienty (Klient Klient) C je v internetu dménvé jmén strje a z čeh se skládá - Tvřen alfanumerickými znaky ddělené tečkami Jmén_strje(.jmén_pdsítě).jmén_lkální_sítě.TLD Například: akela.mendelu.cz Rzdíl mezi vn Neumannvu (Princetnsku) a Harvardsku architekturu pčítače - Princetnská architektura (vn Neumann) Uchvávání celéh prgramu v paměti pčítače bez sekvenčníh charakteru přímý přístup Operační paměť pr data i prgramy Pčítače jsu univerzální specifikují se pak pdle prgramů - Harvardská architektura Dvě ddělené paměti pr data a prgramy Nyní v prcesrech Technika Brach Predictin, kteru pužívají při práci prcesry. Má tat technika nějaku spjitst s pipeliningem? - Je t předpvěď větvení a skků - D speciálních pamětí se ukládají infrmace instrukcích, které v minulsti prvedly skky - Při dalším výskytu prcesr již skk předpkládá a může začít s dpvídajícími instrukcemi - Pipelining prudvé zpracvání instrukcí Branch predictin při dekódvání 3

4 Rzdíly mezi prcesry RISC a CISC včetně vzájemných výhd a nevýhd - CISC prcesr bsahuje v pdstatě další miniaturní pčítač bsahující prgramy (mikrkódy instrukcí), který psléze vyhdncuje vlastní instrukce Výhda: instrukce mhu být kmplikvané jedna instrukce zajistí určité kmplexní služby, také je mžné měnit mikrkód Intel 8086,80286, RISC jednduchý design (méně sučástek než v CISC) zbývá více místa pr další registry Umí puze jednduché instrukce, prvádí je většinu v jednm taktu Kmpilátr všechny perace algritmu převede na pslupnst jednduchých instrukcí, nikliv na kmplexní instrukce. -> delší prgram IBM PwerPC, ARM, HP PA-RISC Mžnsti autentizace a šifrvání technlgie wi-fi - Autentizace prváděna pmcí PSK (Pre-shared key) Obě strany pužívají stejnu dstatečnu PSK Persnal hesla kntrluje AP PSK Pdnikvé hesla v DB na serveru - Šifrvání WEP pužívá prudvu šifru RC4 a 64bitvý klíč prlmen WPA RC bitvý klíč WPA2 pužívá šifrvací algritmus CCMP, zalžený na AES zcela bezpečné Rzdíl mezi rzbčvačem (HUB) a přepínačem (SWITCH) v sítích - HUB aktivní prvek pčítačvé sítě pr větvení Chvá se jak pakvač veškerá data, která přijdu na jeden z prtů, zkpíruje na všechny statní prty Zbytečné přetěžvání některých segmentů - SWITCH na rzdíl d hubu umí inteligentně směrvat Pracuje na úrvni linkvé vrstvy (ISO/OSI), resp. data-linkvé vrstvy (TCP/IP) Síťvý prvaz má infrmaci tm, která zařízení je na kterém prtu Ppište síťvý scket a jeh jedntlivé slžky - Scket funguje jak unikátní identifikace knkrétní aplikace běžící na knkrétním pčítači kdekli na světě - Scket = IP + prt - Prt speciální čísl ( ) pr rzlišení aplikace při kmunikaci pmcí prtklů TCP a UDP 4

5 Například SMTP (25) neb HTTP (80) neb POP (110) Dělí se d 3 skupin dbře známé , registrvané , dynamické a sukrmé Funkce bvdů/registrů prcesrů střadač (Accumulatr) a čítač (Cunter) a rzdíl mezi nimi - Například registry u Intelu 8086 AX Accumulatr CX - Cunter Pr matematické perace - např. pčet pakvání cyklu - Obecně pr lgické bvdy - ACCUMULATOR COUNTER Tvří sučet plžek, které - Sčítá puze čísla 1 pstupně přicházejí na vstup - Cunter rychlejší a jedndušší Schéma kmparátru dvu 4bitvých čísel + rvnici Z=(X 1 +Y 1 )* (X 2 +Y 2 )* (X 3 +Y 3 )* (X 4 +Y 4 ) Jaký typ paměti prsadil vn Neumann pr ulžení právě běžících prgramů? - Prgram i data jsu ulžena d tzv. perační paměti (nikliv separvaně) - Tat paměť nemá sekvenční charakter využívá tzv. přímý výstup Prgram je v paměti trvale k dispzici, cž umžní rychlé skky v prgramu a nemusí nutně pstupně načítat, neb se případně vracet 5

6 Nvinky na prcesrech a Intel První 32bit prcesr Usnadňuje běh více úlh multitasking Přepínání mezi úlhami task switch Dkáže adresvat až 4GB reálné paměti a až 64TB virtuální Pprvé zaveden stránkvání paměti - Intel Integrvaná FPU rychlá vyrvnávací paměť (8kb) více perací na jeden takt pprvé uplatňvány prvky RISC u Intelu Architektura Sandy Bridge prcesrů - prcesry i3/i5/i7 duhé generace značení Intel Cre ix 2X00 (K/S/T) např. Intel Cre i7 2600K - mají integrvaný grafický čip (GPU) s přímým přístupem d L3 cache, cž pdstatně urychluje kmunikaci mezi CPU a GPU Media engine pr zrychlení zpracvání videa s nižší sptřebu (až 400fps ve FullHD) 2-16 jader Tranzistr MOSFET - MOS Kv,Oxid,Plvdič FET Field effect tranzistr (řízený plem) - Funkce Základem je křemíkvá deska s vdivstí N (báze), v níž jsu vytvřeny 2 blasti s vdivstí P Nsičem elektrickéh prudu jsu díry Technlgie pužívaná v některých pčítačích 6

7 Určete, které výhdy přináší pužití virtuální paměti: Velikst paměti, kteru má běžící prces k dispzici, není mezena fyzicku velikstí instalvané perační paměti. Každý běžící prces má k dispzici svu vlastní paměťvu blast, d které nemá přístup žádný jiný prces. Pr skenery pužívající technlgii CIS platí: Jsu levnější než CCD Umžňují puze skenvání předlh těsně přiléhajících k pdlžce Jsu plšší a mají nižší hmtnst Výstupní hdnta lgickéh členu NOR je rvna 1, když Všechny vstupní hdnty jsu 0 Výstupní hdnta lgickéh členu NAND je rvna 0, když Všechny vstupní hdnty jsu 1 Zakázané pásm v bvdech Vymezuje hdnty signálu, ve kterých se signál nesmí nacházet během jeh vyhdncvání Psuvný bvd lze využít k realizaci matematických perací Dělení dvěma Násbení dvěma Klik výstupů má kmparátr při prvnání n-místných slv? 1 Pr lgický kmbinační bvd platí Hdnty jeh výstupů závidí výhradně na hdntách jeh vstupů Nevlastní (příměsvý) plvdič s elektrnvu vdivstí vytvříme z vlastníh plvdiče přidáním akceptru. NE Plvdič typu P se vyznačuje děrvu vdivstí ANO Jak se nazývá klpný bvd, jehž výstupní hdnta se neustále mění? Astabilní Jak se nazývá klpný bvd, který lze pužít jak paměťvý prvek? Bistabilní Určete přadí jedntlivých fází instrukčníh cyklu prcesru Výběr instrukce z paměti Dekódvání instrukce Výběr perandů z paměti neb registru Prvedení perace Zápis výsledku d registru neb pamětí Výkn numerické jedntky prcesru (FPU) se uvádí v jedntkách MFLOPS 7

8 Určete, které příkazy prgramu mhu způsbit skky ve zpracvání instrukčníh prudu Rzhdvací příkaz Příkaz cyklu Vlání pdprgramem Příkaz gt Výkn aritmetick-lgické jedntky (ALU) se uvádí v jedntkách MIPS Přiřaďte zkratky z blasti prcesrů jejich charakteristikám Pžadavek na přerušení práce prcesru IRQ Sada instrukcí pr zpracvání brazu a zvuku MMX Část prcesru vyknávající lgické perace a perace s celými čísly ALU Typ prcesru, který umí vyknávat slžité instrukce CISC Typ prcesru, který umí vyknávat puze jednduché instrukce RISC Datvý registr prcesrů Intel DX Jedntka výknu prcesru v práci s celými čísly MIPS Část prcesru vyknávající matematické perace s reálnými čísly FPU Jedntka výknu prcesru v práci s reálnými čísly MFLOPS Instrukce vlání pdprgramu musí Uchvat návratvu adresu První sbní pčítač byl uveden na trh v rce 1971 Vyberte pdmínky, které musí být splněny, aby vyrvnávací paměť mhla přispět k urychlení Prcesr musí pracvat vždy p určitu dbu v mezené blasti hlavní paměti Pužití priritní linky patří mezi způsby přístupu ke sběrnici Decentralizvaný Priritní P sérivé sběrnici jsu data přenášena p jedntlivých bitech ANO Zařaďte způsby řízení přístupu ke sdílené sběrnici d správné kategrie Pužití priritní linky decentralizvané Náhdný výběr centrální Přidělvání právnění náhdným dekdérem centrální Detekce klize s náhdnu dbu čekání decentralizvané Přidělvání právnění pdle přadí žádstí (FIFO) centrální Cyklické předávání právnění decentralizvané Transfer acknwledge a bus request jsu názvy jedntlivých vdičů Datvé části paralelní sběrnice P sérivé sběrnici jsu data přenášena p něklika bitech (např. 32 neb 64) NE 8

9 Jaká je maximální kapacita perační paměti adresvatelná pmcí 24bitvé adresy 16MB Která charakteristika neplatí pr paměti typu registr Energeticky nezávislá Jaké je maximální kapacita perační paměti adresvatelná pmcí 32bitvé adresy 4GB Paměť se sekvenčním přístupem Při přístupu k místu s adresu n musí prjít nejdříve všechny adresy d aktuální p n Paměť, která svůj bsah adresuje klíčem, který je ulžen přím v tét paměti a vyhledává se paralelně Asciativní paměť Paměť RAM Je určena ke čtení i zápisu Dekóder (demultiplexr) v perační paměti pčítače určuje Jeden řádek z 2^n řádků na základě adresy délce n bitů. Pr přístup d celé paměti, která je rzdělena na n adresvatelných blků, ptřebujeme adresu délce nejméně lg 2 n bitů Která ze zbrazvacích technlgií je zdrjem inizujícíh záření? CRT Rzhdněte, ze kterých barev vytváří výsledný braz zbrazvací jedntky a ze kterých tiskárny: Tiskárny CMYK Mnitry RGB Rzlišení skenerů, např se uvádí v jedntkách DPI Zrcadla jsu pužita v tiskárnách Laservých Která ze zbrazvacích technlgií využívá plarizvané světl? LCD Systémy CRT mnitrů delta, inline a trinitrn se liší v Tvaru masky Uspřádání elektrnvých děl Která ze zbrazvacích technlgií je zalžena na principu katdvé trubice? CRT Přens dat mezi dvěma subjekty běma směry, ale ne sučasně, se nazývá: Half-duplex 9

10 Jaku délku má IP adresa verze 6? 128b Seřaďte jedntlivé vrstvy referenčníh mdelu ISO/OSI shra dlů d nejvyšší p nejnižší: Aplikační Prezentační Relační Transprtní Síťvá Linkvá Fyzická Určete správné přadí jedntlivých fází přístupu ke sběrnici metdu CSMA/CD: Stanice p uvlnění média zahájí vysílání. Stanice nasluchá, zda je médium vlné. Dkud není, čeká na jeh uvlnění. Stanice čeká náhdnu dbu. Stanice sučasně nasluchá, zda nepřichází signál d jiné stanice. Stanice uknčí vysílání a dešle signál umžňující rzpznat klizi také statním Stanice začíná znvu d první fáze. Pkud an, dšl ke klizi. Pr síťvý standard Ethernet platí: přístup ke sběrnici je řízen klizní metdu řízení sběrnice prvádějí sama kmunikující zařízení Klíčvým prtklem služby WWW je http Prtkl, kterým se řídí převd dménvých jmen strjů na IP adresy a napak má zkratku DNS Jaký je nejpužívanější typ kabelu u standardu Fast Ethernet? Krucená dvjlinka Čím je identifikvána stisknutá klávesa na pčítačvé klávesnici? Prpjením knkrétní dvjice vdičů (svisléh a vdrvnéh) Principy ukládání dat Přítmnst neb nepřítmnst nábje v kndenzátru DRAM Vyšší neb nižší světelná drazivst DVD Směr plarizace magnetických dmén HDD Přítmnst neb nepřítmnst nábje na plvucí bráně tranzistru Flash Klpný bvd SRAM C platí pr SDRAM paměti značené zkratku DDR? Mají efektivní frekvenci dvjnásbnu prti skutečné; Využívají vzestupnu i sestupnu hranu hdinvéh signálu. Klik perační paměti je mžné adresvat pmcí jedné 16bitvé adresy? 64kb 10

11 C platí pr SDRAM paměti značené zkratku DDR? Využívají vzestupnu i sestupnu hranu hdinvéh signálu. Pr skenery pužívající technlgii CCD platí: Pdávají kvalitnější výstup (věrnější barvy) než skenery CIS Obsahují sustavu zrcadel Určete, c je zdrjem světla u jedntlivých typů zbrazvacích jedntek: Velké mnžství miniaturních zářivek (kmůrek) v přední části brazvky Zářivka v zadní části zbrazvací jedntky Dpad elektrnů na luminfr plazma LCD CRT 11