Other side in English

Tietokoneen rakenne, kuulustelu 8.4.2011

Voit vastata suomeksi, ruotsiksi tai englanniksi.
Kirjoita jokaiseen vastauspaperiin: nimi, nimikirjoitus, opiskelijanumero, kurssin nimi ja sivunumero.
Kirjoita vastauspaperiin kaikki tekemäsi olettamukset. Kuhunkin tehtävään riittää 1-2 sivun vastaus.

1. [9 p] Selitä seuraavat käsitteet (mitä ne ovat, miten ne toimivat)
   1. väylän vuoronvalinta (bus arbitration)
   2. TLB
   3. Superskalaari laskenta (Superscalar processing)
   4. [3 p] MESI protokolla


2. [9 p] Joukkoassosiatiivinen takaisinkirjoittava (write back) välimuisti joukon koolla 2. Oletetaan, että välimuisti on täynnä. Oletetaan nyt lukuviite muuttujaan Top (lineaarisessa, fyysisessä) muistiosoitteessa 0x2345ABC0.
   1. [5 p] Missä kaikkialla välimuistissa voi muuttujan Top arvo sijaita? Kuinka välimuisti tietää, onko muuttujan Top arvo välimuistissa vai ei?
      
   2. [4 p] Mitä tapahtuu, jos muuttujan Top arvo ei ole välimuistissa? Mitkä välimuistin hallintapolitiikat liittyvät tähän tilanteeseen ja mitä tapahtuu niiden takia?


3. [9 p] Riippuvuudet. Anna kustakin seuraavista käskyriippuvuustyypeistä (i) ongelmatyypin kuvaus ja milloin se voi esiintyä, (ii) selkeä (konekäskytason) esimerkki ja (iii) ainakin yksi ratkaisumalli siitä aiheutuvien suorituskykyongelmien vähentämiseksi. Kuvaile miten ratkaisumalli (iii) toimii esimerkin (ii) yhteydessä ja kuinka juuri siinä tapauksessa käskuyjen suoritus nopeutuu.
   
   1. datariippuvuus
   2. kontrolliriippuvuus
   3. antiriippuvuus
      
      
4. [9 p] Kontrolli
   1. [1 p] Minkä ongelman suorittimen kontrolli ratkaisee?
   2. Miten langoitettu kontrolli toteutetetaan?
   3. Miten mikro-ohjelmoitu kontrolli toteutetaan?
   4. Mitkä etuja/haittoja langoitetulla kontrollilla on mikro-ohjelmoituun (microprogrammed) kontrolliin verrattuna?
   5. Miten horisontaalinen mikrokoodi eroaa vertikaalisesta mikrokoodista. Anna esimerkki.