Tietokoneen rakenne, S2000, LH 1

1. I/O.
   1. Mitä tarkoittaa muistiinkuvattu (memory-mapped) I/O?
   2. Mitä muita vaihtoehtoja I/O:n toteutukseen on?
   3. Miksi muistiinkuvattu I/O olisi parempi kuin vaihtoehdot?
   4. Miten voidaan toteuttaa systeemi, jossa käyttäjätason prosessit eivät voi sotkea muistiinkuvatun I/O:n rakenteita vahingossa tai tahallaan? Anna ainakin kaksi vaihtoehtoa.

2. Käyttäjätila vs etuoikeutettu suoritustila.
   1. Anna kolme erityyppistä tilannetta, jossa prosessorin suoritustila vaihtuu käyttäjätilasta (user) etuoikeutettuun (kerner, supervisor) tilaan.
   2. Anna kolme eri tyyppistä tilannetta, jossa prosessorin suoritustila vaihtuu etuoikeutetusta (kerner, supervisor) tilasta käyttäjätilaan (user).
   3. Miten tämä tapahtuu (a) käyttäjätason ohjelmassa ja (b) suoritusaikana?

3. Tehtävä 3.1 kirjasta (s. 90)

4. Kuvassa 3.19 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. Anna perustelut kullekin signaalitason muutokselle.

5. PCI-väylä.
   1. Minkä tyyppistä on PCI väylän vuoronvalinta (arbitration)?
   2. Oletetaan, että muistipiiri voi löytää haetun datan joko yhden, kahden tai kolmen kellojakson aikana. Miten muistipiiri kertoo tästä CPU:lle? (ks. kuva 3.22)
   3. Mitä tapahtuu, jos kolme laitetta haluaa yhtäaikaa käyttää väylää?