581365-8 Tietokoneen rakenne, loppukoe 28.3.2000

1. [15 p] Välimuisti ja virtuaalimuisti (cache and virtual memory)
   1. [3 p] Mikä on TLB? Mihin sitä tarvitaan?
   2. [3 p] Miten välimuisti ja TLB eroavat toisistaan?
   3. [3 p] Mitä kaikkea tapahtuu laitteistossa välimuistihudin (cache miss) yhteydessä?
   4. [3 p] Mitä kaikkea tapahtuu laitteistossa TLB-hudin (TLB miss) yhteydessä?
   5. [3 p] Mitä kaikkea tapahtuu laitteistossa virtuaalimuistin sivunpuutoksen (page fault) yhteydessä?

2. [15 p] Kuvassa 3.19 (kääntöpuolella) esitetään CPU:n suorittama muistin READ-operaation ajoitus sekä synkroonista että epäsynkroonista ajoitusta käyttäen. Anna vastaavat kaaviot CPU:n WRITE-operaatiolle. Voit olettaa, että väylällä on myös Write-signaali, jonka käyttö on analoginen Read-signaalin käytön kanssa.

3. [15 p] Erilaiset haarautumiset aiheuttavat ongelmia liukuhihnoituksen tehokkuuteen.
   1. Minkä tyyppisiä haarautumisia on olemassa?
   2. Minkälaisia ongelmia haarautumista aiheutuu?
   3. Mitä menetelmiä on käytettävissä näiden ongelmien välttämiseen?
   4. Millä tavoin edellämainitut menetelmät toimivat eri tyyppisten haarautumisten kanssa?

4. [15 p] Mikro-ohjelmoitu kontrolli
   1. Miten konekäskyt ja mikro-ohjelmakäskyt eroavat toisistaan? (machine instructions vs. micro-instructions)
   2. Mikä eroja on horisontaalisella ja vertikaalisella mikrokoodilla? (horizontal vs. vertical microcode)
   3. Mitä etuja/haittoja CISC-suorittimen mikro-ohjelmoidulla suorittimen (prosessorin) kontrollilla on verrattuna langoitettuun (hard-wired) kontrolliin?
   4. Vertaile RISC-suorittimen konekäskytasoa ja konekäskyjen suoritusta CISC-suorittimen mikrokäskytasoon ja mikrokäskyjen suoritukseen. Miten ne eroavat ja mitä niillä on yhteistä?