581365-8 Tietokoneen rakenne, loppukoe 10.10.2000

Kirjoita jokaiseen vastauspaperiisi seuraavat otsaketiedot: oma nimi, henkilötunnus, kokeen tai kurssin nimi, nimikirjoitus ja sivunumero.

1. [15 p] Ehdolliset ja ehdottomat haarautumiskäskyt vaikuttavat huomattavat liukuhihnoitetun prosessorin toimintaan.
   1. [12 p] Millä eri tavoin haarautumiskäskyjen tuomia ongelmia voidaan ratkoa? Kerro kustakin (ainakin kuudesta) menetelmästä,
      1. Minkä ongelman se ratkaisee?
      2. Miten se kyseisen ongelman ratkaisee?
      3. Miten tehokas ratkaisu on suorituskyvyn kannalta?
   2. [3 p] Miten haarautumiskäskyt vaikuttavat ei-liukuhihnoitetun prosessorin toimintaan? Perustele.

2. [15 p] RISC ja superskalaari (superscalar) -arkkitehtuurit
   1. [3 p] Mitkä ovat RISC arkkitehtuurin perusideat?
   2. [3 p] Mitä hyvää/huonoa RISC-arkkitehtuurilla on verrattuna CISC arkkitehtuuriin?
   3. [3 p] Mitkä ovat superskalaarin arkkitehtuurin perusideat?
   4. [3 p] Mitä hyvää/huonoa superskalaarilla arkkitehtuurilla on verrattuna CISC-arkkitehtuuriin?
   5. [3 p] Miten Intelin uudemmat arkkitehtuurit (esim. Pentium Pro ja Pentium II) suhtautuvat RISC ja superskalaari -arkkitehtuureihin?

3. [15 p] Langoitettu kontrolli (hardwired control).
   Kuvaile lyhyesti langoitetun kontrollin rakenne kattaen ainakin seuraavat seikat:
   • Miten yhden konekäskyn suoritus oikeastaan tapahtuu?
   • Miten laitteisto siirtyy suorittamaan seuraavaa konekäskyä?
   • Miten laitteisto siirtyy suorittamaan uutta prosessia (ohjelmaa)?
   • Miten laskennan aikana sattuneet virhetilanteet (esim. nollalla jako) käsitellään?
   • Miten keskeytykset (esim. laiteohjaimen antma laitekeskeytys, device interrupt) käsitellään?
   • Miten muistiinviittaminen on toteutettu?

4. [15 p] Välimuisti ja sen toteutus (essee, max 2 sivua)