Informatika | Felsőoktatás » Számítástechnika tételek I.

SZÁMÍTÁSTECHNIKA TÉTELEK I. 1.1 Milyenek a félvezető anyagok? ELAMV /21 A félvezetők olyan anyagok (elem, vegyület), amelyeknek vezetőképessége tiszta állapotban a fémeké és a szigetelőanyagoké között van és benne a szabad töltéshordozók koncentrációja a hőfok emelkedésével nő. Olyan anyagokat, amelyekben a töltéshordozók ionok, általában nem tekintünk félvezető anyagoknak. Félvezető anyagok: Kémiai elemek: Si (szilícium), Ge (germánium), Se (szelén) Kémiai vegyületek: szulfidok, oxidok, telluridok stb. Intermetallikus ötvözetek: gallium-arzenid, indiumantimonid stb. Vannak N (a vezetést a túlnyomó többségben lévő mozgékony elektronok okozzák) és P (a vezetést a túlnyomó többségben lévő mozgékony pozitív lyukak okozzák) típusú félvezetők. 1.2 Hogyan történik a prioritás meghatározása ? OR /147 A készenléti sorban minden feladathoz egy egész szám van rendelve. Ez jelöli a feladat fontosságát A CPUt

minden esetben a legmagasabb prioritású feladat kapja A prioritás belülről vagy kívülről adható meg A belső prioritást a feladat különböző paramétereiből határozza meg a rendszer. A külső prioritást viszont a rendszeren kívül álló szempontok alapján adják meg. Egy tipikus probléma az ún kiéheztetés, mivel egy kész állapotban lévő folyamat várakozási ideje nem korlátos. (A folyamatosan érkező nagyobb prioritású folyamatok a kisebb prioritásúakat hosszú várakozásra kényszeríthetnek.) Erre megoldás az öregedés Minden 5 perc várakozás után a feladatok prioritását eggyel növeljük.További finomítás a kizárás, ami azt jelenti, hogy egy új nagyobb prioritású folyamat kiszoríthatja az aktív kisebb prioritásút. 1.3 Mit értünk információ alatt ? Nem azonos az adattal. Olyan adat, ami valamilyen újdonságot, új ismeretet, felvilágosítást tartalmaz az értelmező személy számára. 1.4 Mit értünk az időosztásos

(time-sharing) multiprogramozási módszer alatt ? OR /62 A számítógéprendszer interaktív használatát több felhasználó számára párhuzamosan teszi lehetővé. Ennek érdekében az operációs rendszer a központi egység megfelelő ütemezésével és multiprogramozás alkalmazásával a gép idejét több felhasználó között osztja meg. Az időszelet elmúlásával másik folyamatra kapcsolnak át. (Gyakran kötegelt üzemmódról is gondoskodnak a rutinszerűen ismétlődő munkák végrehajtására.) Interaktív rendszerek, ahol a felhasználó állandó és folyamatos kapcsolatban áll a programjával annak írása és végrehajtása során. A parancsok azonnal on-line módon hajtódnak végre Sok parancs van, ezek paraméterezése általában egyszerű. 1.5 A RISC processzorok jellemzői OR /12, M /143,M /144,276 RISC=Reduced Instruction Set Computers= csökkentett utasításkészlettel rendelkező számítógép. Az egyszerűbb utasításkészlet gyorsabb

dekódolást tesz lehetővé, ami nagysebességű utasításvégrehajtást eredményez. A csökkentett utasításkészletet úgy határozzák meg, hogy lehetőleg minden utasítás egyforma hosszúságú legyen és egyetlen gépi utasításciklus alatt végrehajtódjon. Bonyolultabb utasításokat csak akkor engednek meg, ha azok használata nagyon jelentős előnnyel jár. A gyorsítást a következő fejlesztések segítették elő:   A lehető legegyszerűbb hardver kialakítása A ritkán igénybevett utasítások elhagyása, utasítások egyszerűsítése 1     1.6 A kapcsolódó utasítások optimális kialakítása A VLSI technika miatt hely szabadul fel a cache és a regiszterek számára Si helyett GaAs lapkák használata (nagyobb sebesség) Optimalizáló fordítók Mi az összefüggés és mi a különbség a folyamatok és a programok között ? OR /55 A multiprogramozásnál gyakori az a helyzet, hogy a tárban több program tartózkodik, de

ezek közül csak egy aktív, az épp futó program többitől való megkülönböztetésére bevezették a folyamat (angolul: process) fogalmát. A folyamat a program dinamikus megfelelője a számítógépes rendszerben: program működő állapotban. 2.1 Melyek az IC technológiák fő irányzatai ?  ELAMV /25 Szilícium alapú monolitikus: bipoláris és MOS. (Monolitikus: azok az integrált áramkörök, amelyeknek valamennyi elemét egyetlen Sikristálylapkában hozzák létre.) Az áramkör komplexitása alapján lehet: SSI, MSI, LSI és VLSI.  Szigetelő alapú technológiák: A vékonyréteg és a vastagréteg technológiák elsősorban passzív alkatrészkombinációk realizálására alkalmasak.  Hibrid IC technológiák: A hibrid integrált áramkörök aktív elemei szilícium-tranzisztorok, diódák vagy monolitikus IC-k, passzív elemei általában vastag- vagy vékony-rétegtechnológiával készülnek. 2.2 Milyen lépésekből áll egy megszakítás

utasítás-sorozat ?          2.3 OR /14 Megszakítási kérelem érkezik a központi egységhez. A kérelem várakoztatása. Az állapotvektor verembe mentése. Privilegizált állapot jön létre. A megszakítási vektorból a központi egység előveszi a megszakító rutin induló állapotvektorát és átadja a vezérlést. Esetleg az előző program állapotvektorának mentése, valamint a megszakításkérelem okának felderítése. A kritikus szakasz után visszaállítja az adott osztály megszakíthatóságát. A vezérlést visszaadja az operációs rendszer ütemező rutinjának. Ez az állapotvektor alapján visszaadja a vezérlést a program következő utasításának. Mit értünk adat alatt ? Az adat értelmezhető, felfogható és megérthető ismeret. Az adat személytelen, tényt közlő, objektív ismeret 2.4 Mit értünk a valós idejű (real-time) multiprogramozási módszer alatt ? OR /63 Egyes speciális feladatok

gépesítésére szolgálnak. Az adatok a gépbe érzékelőkről (általában mérőműszerekről) érkeznek. Az operációs rendszer feladata az adatok elemzése és – szükség esetén – olyan vezérlő mechanizmusok aktiválása, melyek befolyásolhatják az érzékelők által mért értékeket. Pl: forgalmi rendszerek, ipari folyamatok vezérélése, kísérletek irányítása stb. A munkák elvégzését szigorú időkorlát 2 köti. Eseményvezérelt Az operációs rendszer nem vezérli a feldolgozást, hanem fogadja és teljesíti a kérelmeket. Az emberi beavatkozást igyekszik minimalizálni, azonban ez teljesen mégsem nélkülözhető A hangsúly a biztonságos üzemen van, ezért a méretezést csúcsterhelésre végzik. 2.5 A legfontosabb beviteli/kiviteli eszközök jellemző tulajdonságai (billentyűzet, egér, nyomtatók) OR /17,32 M/ 313  Billentyűzet: A manuális adatbevitel eszköze. Az elektromos írógépből alakult ki Az interaktív alkalmazási

rendszerek egyik fontos eszköze.Van 84, 101 és 102 gombos A billentyűk csoportjai:      Alapkarakterek (+ váltóbillentyűk: shift, ctr, alt) Számbillentyűzet Funkcióbillentyűk Képernyőkezelő billentyűk Kapcsolóbillentyűk (CapsLock, NumLock, ScrollLock) Saját vezérlővel rendelkezik és parancsokat is tud fogadni. Minden billentyűlenyomáskor a vezérlő 2 byte-ot küld át a billentyű pufferbe. Azoknál a billentyűkombinációknál, amelyekhez ASCII kód rendelhető, az átküldött byte-ok közül az egyik az ASCII kódot, a másik a billentyűkódot tartalmazza. A funkcióbillentyűknél az első 0 érték, a második a karakterkódot foglalja magába. A billentyűzetvezérlő az ASCII kódokat és a billentyűkódokat egy 32 byte-os pufferben helyezi el.  Egér: A grafikus, interaktív alkalmazások egyik fontos eszköze. Ezzel lehet a különféle ikonokat, ablakokat és menüpontokat kiválasztani. Az egér kezelő rutinjait önálló és

külön betölthető meghajtó (driver) tartalmazza. Három típusa van:    Mechanikus vezérlésű Optikai vezérléső Opto-mechanikai vezérlésű Az egér általában a soros porton keresztül kapcsolódik a géphez. Bizonyos időközönként 3, vagy 5 byte-ot küld az egér érzékelője.  Nyomtatók: Az írógépből alakult ki a mátrix-, karakteres (margarétakerekes) , sor-, tintasugaras és lézernyomtató. Az operációs rendszerek általában megkülönböztetett módon kezelik és összegyűjtik a nyomtatóra szánt adatokat és külön más munkákkal párhuzamosan végzik a listázást. A számítógép azon kimeneti eszköze, amely az ember számára közvetlenül olvasható, értelmezhető eredményt szolgáltat. A mikroszámítógépek mellett kisebb teljesítményű nyomtatókat használnak, amelyeknél fontos követelmény a jó minőségű nyomtatási kép.     2.6 Karakteres: a forgó tárcsa mögött elektromágnessel működtetett

kalapács van. Mátrix: nagyon elterjedt, olcsó, (9, vagy 24 tűs) (60-140 dpi), a levélminőség lassabb Tintasugaras: buborék sugaras nyomtatók, jó nyomtatási képet eredményeznek, szinte zajtalan, olcsóbb a lézeresnél. Fúvókán keresztül porlasztják a tintacseppet Színes, 300 dpi-t tud. Lézeres: jó minőségű nyomatot készít, de drága.  Lehet saját processzoros  Használhatja a számítógép processzorát  A nyomtatási képet PostScript-el is leírhatja Ismertesse az operációs rendszerek alapfeladatait ! OR /23 3 Az operációs rendszerek 3 fő funkciója:    3.1 Rendszeradminisztráció: az operációs rendszer működtetésével kapcsolatos funkciók.  Processzorütemezés  Megszakításkezelés  Szinkronizálás  Folyamatvezérlés  Tárkezelés  Perifériakezelés  Adatkezelés  Működésnyilvántartás  Operátori interfész Programfejlesztési támogatás  Támogatások a problémaelemzéshez

 A programírás támogatása  Támogatás a programok belövéséhez  A programintegrálás támogatása Alkalmazói támogatás  Operátori parancsnyelvi rendszer  Munkavezérlő parancsnyelvi rendszer  Rendszerszolgáltatások  Segédprogramkészlet  Alkalmazói programkészlet Mi a mikroelektronika hatása a számítógépiparra ? ELAMV /36 A méretek csökkenése miatt egyre növekszik a funkcionális egységek teljesítménye, amit a chipenkénti bitszámmal vagy az 1 cm2-en elhelyezett tranzisztorok számával mérnek. Ez maga után vonja a bemenetek/kinemetek számának, a chipek méretének, az alapanyag, a szilíciumegykristály szelet átmérőjének, a fémezési/huzalozási szintek és a maszkolási lépések számának, azaz a fotolitográfiai műveletek számának megnövelését is. Nő az áramkörök sebessége, hosszú távú megbízhatósága, csökken a teljesítményfelvétel és a tápfeszültség. A korszerűbb gyárakban 05-06

mikrométeres technológiát alkalmaznak az IC-k gyártásánál, a nagyobb vállalatok azonban már 0.35 mikrométereset Egyes cégek az ezredfordulóra 0.25 mikronos technikát vezetnek be 3.2 Mi a DMA ? ELAMV /156 DMA=Direct Memory Access=közvetlen memóriahozzáférés. A DMA egy CPU típusú logikai rendszert tartalmaz, amely az adatmozgatást irányítja. A DMA közvetlen adatátvitelt eredményez a memória és az I/O készülék között, a CPU igénybevétele nélkül. Így a periféria közvetlen memória-hozzáféréssel rendelkezik A DMA célja a CPU feladatának megkönnyítése; közvetlen vezérléssel nagysebességű adatátvitel érhető el a memória és az I/O készülék között. A CPU, az I/O készülékek, valamint a memória közös buszon osztozkodnak. A CPU és az I/O készülékek azonos ciklusban nem férhetnek hozzá a memóriához A DMA végezhet memória-memória, vagy I/O-I/O adatátvitelt is. 3.3 Mi a különbség az információ és az adat

között ? Az adat értelmezhető, felfogható és megérthető ismeret. Az adat személytelen, tényt közlő, objektív ismeret, míg az információ mindig személyes, az adatot fogadó szubjektumához kötődő lényeg. Az információ olyan adat, ami valamilyen újdonságot, új ismeretet, felvilágosítást tartalmaz az értelmező személy számára. 3.4 Ismertesse a 80386/80486 és a Pentiumra épülő számítógéprendszerek fő jellemzőit ! ELAMV /63 4 Felépítésük:      3.5 Bemeneti egység: adatok és program bevitele. Tár (memória): az adatokat, programokat és az eredményt tárolja. Mikroprocesszor: logikai és számítási műveletek, következő lépés. Kimeneti egység Perifériák: a perifériavezérlő egységeken kapcsolódnak a CPU-hoz.  Beviteli: billentyűzet, egér, fényceruza, scanner.  Kiviteli: megjelenítő, nyomtató, rajzoló, akkusztikus eszközök.  Adattárolás: merev-, hajlékonylemez, szalag, optikai lemez.

A monitorok feladata, legfontosabb jellemzői, a képinformáció tárolásának alapelve, megoldási módja. Karakteres, grafikus megjelenítés lényege. M /299 Az adatok megjelenítésére szolgál, a számítógéppel való interaktív kapcsolattartás fontos eszköze a billentyűzet mellett. Régebben szalaglyukasztót és nyomtatót használtak helyette Működése hasonlít a TV készülék működéséhez. A képernyő tartalmát egy elektronsugár rajzolja fel a fénykibocsátó réteggel bevont felületre, a képernyő bal felső sarkától kezdődően, jobbra és lefelé haladva. A teljes képernyő kirajzolása 1/50-ed sec-ig tart. A pásztázás lehet folytonos és váltott soros A festékanyag utánvilágítási ideje hosszabb mint a TV készüléké. Változtatható jellemzők:      Kurzor alakja Karakter tulajdonság Szín Képernyő görgetés, lapozás Képernyő megosztás A modernebb sík monitorok folyadék kristályos megjelenítésűek, az egyes

kristályok elforgatásával jelenik meg a kép. A karakteres üzemmódban csak karakterek jeleníthetők meg egyszerre 255 féle. A karakterek azonos méretűek és sorokba és oszlopokba vannak rendezve. Megváltoztatható a sorok és oszlopok szám, a színek, valamint a kódtábla. Grafikus üzemmódban pixelek (képpontok) lesznek megjelenítve Meg lehet változtatni a pixelek színét, valamint a felbontást. Karakteres és grafikus üzemmódban is video memóriában tárolódnak az adatok. A bal felső saroktól a jobb alsó sarokig sorfolytonosan tárolódnak a karakterek illetve a pixelek adatai (pozíció, szín). Típusai:       Non-interlaced (folyamatos) Interlaced (váltott soros) Multisynchron Overscan (teljes képernyős) Utánvilágításos Low radiation (alacsony sugárzású) Monitor kártyatípusok:    MDA HGC HGC+ 5      3.6 CGA EGA MCGA VGA SVGA Milyen segédprogramok, alrendszerek lehetnek az operációs

rendszerek kísérői ? OR /32,85 Az alrendszerek homogén alkalmazói kör speciális igényeinek egyszerűsített kiszolgálását teszik lehetővé. Szolgáltatásaik alapja az operációs rendszeri interfész, amelyre egy új réteget tesznek. Ez az ún alrendszeri réteg, szolgáltatásait az alrendszeri interfészen át lehet elérni. Egy magasabb szintet képező rétegben van Tipikus alrendszerek az univerzális operációs rendszerek programfejlesztő alrendszerei. Az alrendszerek tipikus szolgáltatásai:    Szövegszerkesztők Interpreterek Fordítók, szerkesztők, betöltők egy nyelvhez A technikai megvalósítást tekintve egy alrendszer:   Integrált programcsomag egy funkcióhalmazra, amely összefüggő feladatkört fed le A felhasználóknak az eredeti operációs rendszer interfészétől eltérő – egyszerűbb – interfészt biztosít. A rendszerszolgáltatások:  Általánosan, relative ritkán használt szolgáltatások, amelyeket minden

felhasználó elérhet Alrendszeri szolgáltatások:  Intenzíven használt, de csak a felhasználók szűk köre érheti el A legrugalmasabb megoldást az alrendszeri interfész kiépítése tudja biztosítani, mert:    4.1 A rendszerkiterjesztés problémája a minimumra csökkenthető Az alkalmazók kiszolgálásának szervezése optimalizálható Új alkalmazások implementálása felhasználóspecifikus alrendszeri interfész kiépítésével érhető el Hogyan történik az analóg-digitális átalakítás ? ELAMV /42 Olyan eljárás, amely az analóg jelből előállítja az azt képviselő digitális jelet. Általában két műveletből áll: mintavétel és kvantálás. Mintának nevezzük valamely jel valamely jellemzőjének megmért értékét egy adott pillanatban. A mintavétel az az eljárás, amellyel egy folytonosan változó mennyiséget csak bizonyos időpontokban felvett értékeivel ábrázolnak. Frekvenciakorlátos jeleknél, ha a mintavételi

frekvencia nagyobb vagy egyenlő, mint a frekvenciakorlátos jel maximális frekvenciájának kétszerese, azaz a vett minták a folytonos frekvenciakorlátolt jelet információvesztés nélkül ábrázolják. Ez az alapja az analóg jelek (pl. beszéd) digitális átvitelének A mintavételi frekvencia a másodpercenként vett minták száma A másik művelet a kvantálás. A kvantum egy rendszerben a legkisebb – pozitív – mért értékváltozás A kvantálás során a változó értelmezési tartományát véges számú diszjunkt résztartományra bontják, ahol az egyes résztartományokat kvantumoknak nevezzük. A kvantálás során a változó értéktartományát is egymásba nem nyúló, nem feltétlenül egyenlő hosszúságú véges sok intervallumra osztják, és minden intervallumot egy kijelölt elemével reprezentálják. 4.2 Egy DMA mely regisztereket használja ? ELAMV /159 6    Címregisztert, amely azokat a memóriarekesz címeket tárolja,

amelyek a következő írási/olvasási műveletekhez szükséges információkat (adatokat tárolják) Számlálóregisztert, amely a szavakat számolja Állapot (status) regisztert, amelynek tartalma meghatározza az adatáramlás irányát, vagyis a hardver üzemmódját A CPU szempontjából nézve ezek a regiszterek úgy kezelhetők, mint az I/O PORT-ok vagy a címezhető memóriarekeszek. DMA adatátvitelnél első lépésként a megfelelő adatok a cím-, a számláló- és az állapotregiszterbe kerülnek. 4.3 Milyen részekre bontható fel az adatfeldolgozás folyamata ? M /16 Az adatokon végzett átalakításokat, műveleteket, illetve ezek sorozatát adatfeldolgozásnak nevezzük. A gépi adatfeldolgozás lépései:     4.4 Adatelőkészítés: adatbevitelre alkalmas formára hozás. Adatbevitel: adatfelvitel, gépi formára alakítás. Adatok feldolgozása: egy adott lépéssor alapján. Adatkihozatal: az eredmény értelmezhető formára alakítása. Mit

értünk túlcsordulási, illetve alulcsordulási hiba alatt ? Mi az oka ezek bekövetkezésének ? /66 M Túlcsordulási illetve alulcsordulási hiba hiba akkor lép fel, ha egy adott számítógépes számábrázolási módnál az eredmény túl nagy (overflow=túlcsordulás), illetve túl kicsi (underflow=alulcsordulás) ahhoz, hogy a rendelkezésre álló tárolóban megjeleníthessük. A másik hibajelenség pedig az, hogy az eredmény nem tartozik az operanduszok halmazába. Pl: egész művelet esetén nem egész számot kapunk. 4.5 Háttértárolók (floppy, merevlemez, optikai lemez) főbb jellemzői, a tárolás fizikai szintű megvalósítása a különböző tárolóeszközöknél. M/ 38 A hajlékonylemezek (floppy disk) mágnesezhető réteggel ellátott vékony műanyag lemezek vékony papír, vagy műanyag védőtokban elhelyezve. A lemezek írásakor/olvasásakor az író olvasófej hozzáér a lemez felületéhez, ezért a lemezt csak akkor forgatja a meghajtó,

amikor adat írás, vagy olvasás zajlik. Így a lemez elérési ideje lényegesen magasabb, mint a merevlemezeké. A merevlemezek állandó sebességgel forognak és az adatok írása/olvasása a felülettől néhány mikron távolságra lévő fej (’repülő fej’) segítségével történik. Minden lemezfekülethez tartozik egy író/olvasófej A mikroszámítógépekben kizárólagosan használt merevlemez típus a pormentesen zárt tokban elhelyezett lemez az ún. winchester lemez Mind a nagygépek mind a mikroszámítógépek esetében használnak nem cserélhető, fixen beépített merevlemezeket és cserélhető lemezeket. A merevlemezek kapacitása 20 Mbyte – 10 Gbyte között mozog. Optikai lemezek: Az optikai lemezek (optical disk) elterjedése az utóbbi időben következett be, nem csak a hangrögzítés, de az adatrögzítés területén is. Valódi háttértárolókénti használatát még hátráltatja egyrészt az írható/olvasható változat kiforratlansága,

másrészt a nagyobb elérési idő és kisebb adatátviteli sebesség, összehasonlítva a mágneslemezekkel. Az optikai lemez felületén az adatrögzítés a hanglemezéhez hasonlóan, spirális pálya mentén történik, amelyre lézersugár segítségével, a rögzítendő adatsornak megfelelően kicsiny lyukakat égetnek. Erről a lemezről készítik a nyomólemezt, illetve annak segítségével az adatlemezt. A műanyag lemez felületére egy igen vékony fényvisszaverő fémréteg kerül, amelyet egy újabb, áttetsző műanyag réteggel védenek a sérülésektől. 7 A törölhető, azaz írható/olvasható lemezek technológiája magneto-optikai elveket alkalmaz. A lemezek felülete egy vékony, speciális ritkafémmel készült, mágnesezhető réteggel van bevonva, amelyet lézerrel helyileg felmelegítenek és egyúttal mágneseznek is. A fém lehülte után a mágnesezettség megmarad, így az általa rögzített adatsor azután bármikor visszaolvasható. A

lemezek kapacitása igen nagy, 550-650 Mbyte között van. 4.6 Milyen szolgáltatásokat kínál az operációs rendszer a programozók számára ? OR /24 Programfejlesztési támogatás (, a programozási munka részfeladatai):       A probléma elemzése Az algoritmus felbontása részprogramokra A részprogramok megírása Modulteszt A részprogramok összeépítése Átadás üzemeltetésre Ide tartoznak az adatdefiniáló és adatmanipuláló nyelvek, valamint az integrált programfejlesztő rendszerek. Ezek segítik az adatbázis-technikában használatos adatelemzést.       Informális specifikáció Formális specifikáció Szoftvertechnológia Programozási nyelv választás Programtervezés Programozás: programírás, belövés, rendszerpróba, átadás. A programírásnál részprogramokat modulokat kell készíteni, így kisebb programokat kell belőni. Ezekből pedig programkönyvtárakat kell készíteni. Ezzel csökkenthető a

szoftverkrízis Ezután kell a megfelelő fordító és interpreter programot kiválasztani. A fordítóprogram gépi kódra fordít, az interpreter pedig értelmezi a programot. A modulok a szerkesztőprogrammal (linkage editor) szerkeszthetők össze és a betöltőprogrammal készíthetők elő a futtatáshoz. Fordításkor először egy ún tárgykód (object kód) lesz előállítva, akár több nyelvű kódból is, ebben a címek még nem véglegesek. A betöltőprogram teszi lehetővé, hogy a program az adott tárhelyen működőképes legyen. Vannak ún rendszerhívások (szoftvermegszakítás), amelyek az operációs rendszerbe beépült hasznos, vagy másképp megoldhatatlan funkciók. A programkönyvtárak végrehajtható modulokból is készíthetők (bináris könyvtárak). Az operációs rendszerek a programbelövést nyomkövetési (debug) funkciókkal támogatják. Ezen kívül tárkivonatot is lehet készíteni (dump). Hasznosak a debugger programok Az integrációs

teszt hibajelzést ad, ha valamely modul hiányzik a komplett program összeállításához. Az algoritmushibák kivédésére programhelyesség bizonyítási módszereket, programgenerátorokat és programstruktúra visszafejtő, automatikus programdokumentáló programokat alkalmaznak. 5.1 Mit nevezünk bináris logikának ? ELAMV /52 M /111 A bináris számokon (0:nem, 1:igen) végzett logikai műveleteket. 5.2 Milyen programlépéseket kell végrehajtani a DMA műveletek kezdeményezésekor ? ELAMV /161  Amikor a DMA érzékeli a logikai 1-et, a DMA REQ vonalon az INHIBIT jel logikai 0 lesz (“1”). Az INHIBIT logikai 0 marad, amíg a második logikai 1-be (“2”) menő óraimpulzus éle meg nem jelenik. 8     5.3 Egy óraciklus ideig a CPU műveletek szünetelnek, mert az INHIBIT a CPU órajelvonalat logikai 0-án tartja (“3”). Ilyenkor a CPU nagy ellenállással kapcsolódik a cím- és adatbuszokra, vagyis gyakorlatilag lekapcsolja magát a

buszokról. Ha az INHIBIT logikai 0 és a CLK logikai 1 (“4”), akkor a címregiszter tartalma megjelenik a buszregiszter címvonalain (“5”). A DMA eszköz a DMAACK logikai 1 szintre helyezésével nyugtázza a DMA kérést (“6”). A DMA állapotregiszterének tartalma határozza meg a DMARW vezérlővonal beállítását (logikai 1 vagy logikai 0). Ábránkban a DMARW logikai 0, így egy külső eszközről kell adatot átvinni a buszrendszer adatvonalaira. Ha a DMAACK logikai 1 és a DMAARW logikai 0, akkor a külső eszköz helyez el adatokat a buszrendszer adatvonalain (“7”). Az állapotregiszter 0 bithelye határozza meg a WRITE vezérlővonal beállítását, ami jelen esetben logikai 1. A címvonalon lévő címet minden RAM interface dekódolja és a címnek megfelelően kerül kiválasztásra a megcímzett RAM. Amikor a WRITE vezérlőjel logikai 1, az adat a megcímzett memóriarekeszbe kerül. Mit értünk kódolás alatt ? M /17 Az adatfeldolgozások,

adattovábbítások alkalmával az adatokat nagyon sokszor át kell alakítani annak érdekében, hogy a kívánt feladat a lehető leghatékonyabban, legkevesebb hibával legyen elvégezhető. A számítógépes feldolgozásnál a berendezés a feldolgozandó számokat átalakítja egyrészt tízes számrendszerből kettes számrendszerbe, másrészt karakteres formáról bináris formára. Ezt az átalakítást, amely a közlemény tartalmi oldalát nem érinti, kódolásnak nevezzük. A kódolás áttérést jelent valamely jelkészlet és szabályrendszer (együttesen: kódrendszer) használatáról egy másik jelkészlet és szabályrendszer használatára. 5.4 Tárolási formák a számítógépekben M /60 Az adattárolási módszerek többé kevésbé azonosak az egyes gyártók esetében. A két fő célkitűzés:   A tárolás lehetőleg hatékony megoldása Numerikus adatok esetében, a műveletvégzés legegyszerűbb és leggyorsabb módú megvalósítása

Számok tárolási módjai:  Fixpontos Fixvesszős írásmódnak is nevezzük. Balra találhatók az egészrész számjegyei, jobbra a törtrész számjegyei. A kisebb, kevesebb számjegyből álló számok írásakor alkalmazzuk  Lebegőpontos A lebegőpontos, vagy hatványkitevős írásmódot a matematikai, tudományos és műszaki gyakorlatban használják. Elsősorban a nagy és kis számok leírására Három részből tevődik össze:    Mantissza: egy tetszőleges fixpontos írásmódú szám. Karakterisztika: a hatványkitevő, amely önmagában egy fixpontos egész szám. A számrendszer alapszáma, radixa. Normalizált alakban van megadva a szám, ezért pontossága véges nagyon nagy és nagyon kis számoknál. (tárolt számok pontossága, tárolható számok tartománya) Alfanumerikus (karakteres) adatok tárolása: A két legelterjedtebb kódrendszer az ASCII és az EBCDIC. Ezeknél a karakterek 8 bites kód formájában tárolódnak. 9 Egyéb

adattárolási módok:    5.5 Jelölt adattárolás: az adat kiegészül információkkal, melyek az adatfelhasználás módját befolyásolják. Deszkriptoros tárolási forma: egyszerűbb adatstruktúrák kezelését biztosítja kiegészítő információk hozzáadásával (jog, cél, tárolási hely). Összetett strukturális forma: a szoftverszintű adatkezelést segíti. A védelem általános formái. Az i286/386/486-os processzorok védelmi rendszere; rendszer objektumok, deszkriptorok, privilégiumok szerepe a védelemben. Az Intel processzorok multitaszkos feldolgozási módja, feltételei. (TTS szerepe, taszkváltás okai lépései) OR /15,18 M /174 Védelmi mechanizmusra azért van szükség, hogy megakadályozhassuk a számítógépes rendszerben a programok hibás működéséből eredő károsodásokat, vagy a felhasználók illetéktelen beavatkozásait. A probléma tipikusan a multiprogramozásnál fordulhat elő. A védelmi mechanizmusok háromfajta

védelmet nyújtanak: központi egység, operatív tár és B/K műveletek védelme. A központi egység védelme: a felhasználói programok ésszerűtlen viselkedése miatt fellépő veszélyek elhárítását célozza. Ha például egy program végtelen ciklusba kerül Ilyenkor nem kapja meg az operációs rendszer a vezérlést bizonyos periódikusan ismétlődő feladatainak ellátásához. Erre megoldás az ún óramegszakítás, amely szabályos időközönként generálódik. Az óramegszakítás lehet állandó, vagy szabályozható időközű. Maga a megszakítás egy regiszterben történő számlálással valósul meg Az órára vonatkozó műveletek csak privilegizált üzemmódban hajthatók végre. Normál állapotban a hardver ilyen utasítások kiadásakor megszakítja a program működését. Az operatív tár védelme azt jelenti, hogy minden program csak a számára valamilyen módon kiosztott tárterületen dolgozhat. Ha ezt a szabályt megsérti, megszakítás

jön létre, Majd az operációs rendszer beavatkozik. B/K műveletek védelme: privilegizált utasítások segítségével van megoldva oly módon, hogy a külső egységekkel való adatcsere alsó szintje csak privilegizált utasításokkal van megoldva. Az operációs rendszerek védelmi mechanizmusai csak akkor működnek hatásosan, ha a processzor hardver úton, privilegizált üzemmód(okk)al támogatja. Nem lehet például az MS-DOS operációs rendszerben védett, multiprogramozott környezetet teremteni, mert az Intel 8086/8088-as mikroprocesszoroknak nincs privilegizált üzemmódja. Az MSDOS az AT gépeken sem használja ki az AT gépek fejlettebb Intel 80286os processzorának privilegizált üzemmódját Az AT gépek hardver lehetőségeit igazán csak a Linux és a Xenix használja ki. A táblázatok egy-egy szegmenshez, vagy laphoz tartozó adatsorát szegmens-, vagy lapdeszkriptornak (descriptor) nevezzük. A szegmens-, illetve laptáblázatok az alábbi adatokat

tartalmazhatják:       5.6 A logikai blokk sorszáma, kezdőcíme A blokk memóriabeli kezdőcíme A blokk mérete A hozzáférési jogok jelzői Állapotjelzők A blokk másodlagos tárbeli fizikai címe Mi a parancsértelmező feladata ? M /117 10 Egy-egy utasítás feldolgozása az utasítás előkeresését, értelmezését és az előírt feladat végrehajtását jelenti. Egy utasítás feldolgozása az alábbi részekből tevődik össze:       6.1 Utasításelőkészítés, -lehívás Utasításszámláló regiszter tartalmának növelése Műveleti kód értelmezése, dekódolása és az operandus címének meghatározása Művelethez szükséges adat(ok) előkészítése Végrehajtás Az eredmény elhelyezése Milyen számrendszerek vannak ? ELAMV /44 Akárhányas számrendszer lehet, de a számítástechnikában a 2-es, 8-as, 10-es és 16-os számrendszereket használják. 6.2 Melyek a DMA vezérlő funkciói ?   

  6.3 ELEMV /162 Címvonalvezérlés Adatátviteli vezérlés Címtárolás Szószámtárolás Üzemmódvezérlés Mi a kódrendszer ? (Az adatfeldolgozások, adattovábbítások alkalmával az adatokat nagyon sokszor át kell alakítani annak érdekében, hogy a kívánt feladat a lehető leghatékonyabban, legkevesebb hibával legyen elvégezhető. A számítógépes feldolgozásnál a berendezés a feldolgozandó számokat átalakítja egyrészt tízes számrendszerből kettes számrendszerbe, másrészt karakteres formáról bináris formára. Ezt az átalakítást, amely a közlemény tartalmi oldalát nem érinti, kódolásnak nevezzük. A kódolás áttérést jelent valamely jelkészlet és szabályrendszer (együttesen: kódrendszer) használatáról egy másik jelkészlet és szabályrendszer használatára.) A kódrendszer a jelkészlet és a szabályrendszer együttese. 6.4 Mi a lényege az adatok ASCII kódrendszer szerinti tárolási (kódolási) formájának

? M /77 Az ASCII kód 7 bites kódja az ISO-7 kód egyik nemzeti változata. Néhány karakter cserélhető az egyes nemzeti karaktereknek megfelelően. Általában 8 bites formában használják, kiegészítve a kódot egy a hibafelfedést elősegítő ellenőrző bittel, a paritás bittel. A mikroszámítógépek többsége egy 8 bites, kibővített 256 elemű paritásbit nélküli változatot alkalmaz, amely nemzeti, grafikus és matematikai karaktereket tartalmaz. Számjegyek esetében kétféle tárolási lehetőséget biztosítanak Laza tárolási formánál a számjegyeket 8 bites kódok sorozatával tárolják és a szám előjelét a legalacsonyabb helyiértékhez tartozó byte felső négy bitjében (az ún. zónarészben helyezik el) A tömörített tárolási forma megegyezik a BCD kódú számábrázolási formával. Az előjel elhelyezése is azonos az ott említettel, azaz a legalacsonyabb helyiértéket képviselő tetrád utáni 4 bitben található. Az előjel

jelzése eltérő is lehet 6.5 Az i386/486-os processzorok felépítése, különbségek, regiszterek (EFLAG és CR regiszterek szerepe), utasításformák, címzési módok, virtuális címzés. M /247 Felépítés: nagy mértékben hasonlít az i286-oshoz, azokkal a többletekkel amit memóriakezelés (lapozás), a belső cache (i486-osnál), a beépített koprocesszor (i486-osnál) jelent. A processzor 4 funkcionális részből áll:   Sínvezérlő egység Utasításfeldolgozó egység 11   Végrehajtó egység Címkiszámító egység Különbségek: belső cache memória és koprocesszor csak az i486-osoknál van. Regiszterek:  Általános regiszterek: a processzor végrehajtó és címkiosztó egységében speciális funkciójú regiszterek EAX,EBX,ECX,EDX,ESI,EDI,ESP,CS,DS,SS,ES,FS,GS,EIP  Állapotjelző, vezérlő regiszterek: a végrehajtó egységhez kapcsolódik, jelző és vezérlő biteket tartalmaz az EFLAGS regiszter, valamint állapotjelző

és vezérlő biteket CR0-CR3 vezérlő regiszterek.(CR0:általános vezérlő bitek, CR1:nincs használatban, CR2:utolsó lapváltás címe,CR3:lapkatalógus kezdőcíme) DR0-DR7,TR3-TR5,TR6-TR7,TR,LDTR,GDTR,IDTR Utasításformák: változó hosszúságú az utasításszerkezetük, 1 vagy 2 címes. M /254 Az utasítás műveleti jelrész byte-ja a műveleti előíráson kívül gyakran két biten az operandus helyét és a hosszát is jelzi. A MODE byte a címzéseknél ismertetendő módon határozza meg az operandus helyét., ezt követően helyezkedik el a SIB (scale-index-base) byte, amely az indexelést szabályozza, majd 4,2,1, vagy 0 byte-on a szegmensen belüli relatív cím és a közvetlen adatkonstans 4,2,1, vagy 0 byte-on. Az utasítást megelőzhetik 1-5 byte-on az ún. prefixek, amelyek módosítják az utasítás tartalmát Mégpedig többnyire saját szegmensen kívüli címzés megadásakor használjuk. Minden 16 bites utasításnak megalkották a 32 bites

megfelelőjét is. Címzési módok: a cím meghatározásában a MODE és a SIB byte tartalma vesz részt. A MODE byte egyik része (REG) az utasításban előírt művelethez szükséges egyik operandus regiszterét; másik két része: (MOD,R/M mezők) pedig a másik operandus helyét határozza meg. Az igénybevett regiszter méretét (8,16,32bit) a műveleti jelrész melletti ’w’ bit jelöli ki. A lehetséges címzési módok közül egy ad lehetőséget a közvetlen címzésre. A címzés többségében egy, vagy több regiszter tartalmának és az utasításban megadott eltolásnak az összege adja meg a memória azon helyét, melynek tartalmát a műveletvégzéshez fel kell használni. A MOD mező tartalma mellett mindkét operandus valamelyik regiszterben található. Az [R/M]=100 esetekben, a SIB által meghatározott skálázott, indexelt címzési módokat kell használni. A tényleges cím értéke a MOD és a BASE mezők, az INDEX mező és az eltolás (offset)

értékétől függ. Virtuális címzés: a processzorok által közvetlenül címezhető memóriatartomány mérete 4GB nagyságú, a virtuális címtartomány mérete pedig 64 TB lehet. 6.6 Hogyan befolyásolhatja a felhasználó a rendszermag felépítését ? OR /93 Rendszermag: Az operációs rendszer hierarchikus struktúrálódású. Vannak olyan közös rutinok, amelyeket a számítógépes rendszer minden eleme közösen használ. Minthogy ezekhez minden felhasználónak hozzá kell férnie, csak megfelelően alacsony hierarchaiszinten helyezkedhetnek el. Az operációs rendszeri réteg ennek folytán struktúrált architektúrájú. A felsőbb szoftverréteg rutinjai az alsóbb (al)rétegek szolgáltatásaira épülnek Az operációs rendszeri réteget megvalósító szoftver igen változó méretű szokott lenni, az elvárt szolgáltatásoktól függően. A bináris programméretek 1 kilobájttól akár több megabájtig terjedhetnek és igen sok programmodulból

tevődhetnek össze. 12 A közösen használt rutinok kétfélék lehetnek:   Hardver utasításkészlet bővítmény Hardver sorrendképző és multiprogramozást támogató A nagyméretü rendszermagok tipikus funkcióhalmaza:          7.1 Mikroprogramok Megszakításkezelés Hívó- és hívott folyamatok állapotának vezérlése Folyamatszinkronizáció A védelmi rendszer működtetése Erőforrás-kezelés Ütemezések Eseménystatisztika Rendszerkönyvtárak kezelése Mi a kettes számrendszer előnye ? Minden szám felírható két számjeggyel: 0-val és 1-gyel. Ez a számrendszer felel meg a bináris számítógépeknek. 7.2 Hogyan megy végbe egy DMA adatátvitel ? ELAMV /158 DMA=Direct Memory Access=közvetlen memóriahozzáférés. A DMA egy CPU típusú logikai rendszert tartalmaz, amely az adatmozgatást irányítja. A DMA közvetlen adatátvitelt eredményez a memória és az I/O készülék között, a CPU igénybevétele

nélkül. Így a periféria közvetlen memória-hozzáféréssel rendelkezik A DMA célja a CPU feladatának megkönnyítése; közvetlen vezérléssel nagysebességű adatátvitel érhető el a memória és az I/O készülék között. A CPU, az I/O készülékek, valamint a memória közös buszon osztozkodnak. A CPU és az I/O készülékek azonos ciklusban nem férhetnek hozzá a memóriához A DMA végezhet memória-memória, vagy I/O-I/O adatátvitelt is. DMA adatátviteli eljárások:   CPU leállítás Memória időszelet és ciklus lopás(a DMA-nak prioritása van, gyors memória kell) A DMA által használt regiszterek:    Címregiszter: memóriarekesz címek Számlálóregiszter: a szavakat számlálja Állapot (status) regiszter: tartalma az adatáramlás irányát határozza meg DMA művelet kezdeményezése:     7.3 Induló cím alacsonyabb felének betöltése. Induló cím magasabb felének betöltése. Szószám betöltés. Vezérlőkód

betöltés. Mit nevezünk algoritmusnak ? M /17 Egy feladat, egy probléma megoldásakor, az eredményt többnyire különböző műveletek, átalakítások, feltételek kiértékelése sorozatán keresztül tudjuk csak elérni. A feladatok elemzésével meghatározhatók azok a lépések (részfeladatok), amelyek végrehajtásával (megoldásával) a végeredményt elérhetjük. A 13 feladatoknak ily módon felbontott és megkapott, a megoldáshoz vezető lépéssorozatát algoritmusnak nevezzük. 7.4 Mire szolgál a gépi kódú utasítás műveleti jelrésze ? Az elvégzendő művelet, feladat fajtáját adja meg a processzornak. 7.5 Az INTEL processzorcsalád tagjainak általános felépítése, regiszterei, legfontosabb jellemzői, utasításformái, címzési lehetőségei. M /237, 247     Sínvezérlő egység Utasításfeldolgozó egység Végrehajtó egység Címkiszámító egység Regiszterek:   Általános regiszterek: a processzor

végrehajtó és címkiosztó egységében speciális funkciójú regiszterek AX,BX,CX,DX,SI,DI,SP,CS,DS,SS,ES,IP Állapotjelző, vezérlő regiszterek: a végrehajtó egységhez kapcsolódik, jelző és vezérlő biteket tartalmaz az FLAGS regiszter Legfontosabb jellemzői: Az Intel cég gyártja őket, egytokos központi egységek. Üzemmódjai: Valós: (real) úgy működik mint egy i8086-os processzor, azaz memóriatartomány csak 1MB. a címezhető Védett: (protected) ez az üzemmód és a virtuális memóriakezelés csak az i80286-os, illetve az azt követő processzorok jellemzője Utasításformák: Az utasításszerkezetek változó hosszúságú utasításokat eredményeznek, amelyek 1-, vagy 2-címes utasítások. Az utasítás műveleti jelrész (opcode) byte-ja a műveleti előíráson kívül, gyakran 2 biten az operandus helyét és a hosszát is jelzi. Az utasítást megelőzhetik az ún. prefixek, amelyek módosítják az utasítás tartalmát, mégpedig többnyire

saját szegmensen kívüli címzés megadásakor használják. Címzési módok: A cím meghatározásában a MODE (és a SIB) byte tartalma vesz részt. A MODE byte egyik része (REG) az utasításban előírt művelethez szükséges egyik operandus regiszterét; másik két része: (MOD,R/M mezők) pedig a másik operandus helyét határozza meg. Az igénybevett regiszter méretét (8,16(,32bit)) a műveleti jelrész melletti ’w’ bit jelöli ki. A lehetséges címzési módok közül egy ad lehetőséget a közvetlen címzésre. A címzés többségében egy, vagy több regiszter tartalmának és az utasításban megadott eltolásnak az összege adja meg a memória azon helyét, melynek tartalmát a műveletvégzéshez fel kell használni. A MOD mező tartalma mellett mindkét operandus valamelyik regiszterben található. 14 Virtuális címzés: a processzorok által közvetlenül címezhető memóriatartomány mérete 4GB nagyságú, a virtuális címtartomány mérete

pedig 64 TB lehet. 7.6 Milyen fájllekérési jogosultságokat ismer ?    8.1 Olvasási jog (read access): tetszőleges adat olvasás. Írási jog (write access): új adat felvétel és módosítási lehetőség. Végrehajtási jog (execute access): végrehajtható egy program. Mit nevezünk Boole-algebrának ? Egy algebrai rendszer, amely logikai feladatok megoldására is alkalmas. Veszünk egy nem üres M halmazt és feltesszük a következőket: M-en értelmezve van két kétváltozós művelet, az egyiket nevezzük összeadásnak (+), a másikat szorzásnak(*).Ez azt jelenti, hogy M bármely A és B elemére A+B is A*B is eleme M-nek. M-en értelmezve van egy egyváltozós művelet, nevezzük komplemensképzésnek (-), vagyis M bármely A eleme esetén Á is eleme M-nek. A Boole-algebráknak alapvető szerepük van a halmazelméletben, a valószínűségszámításban, továbbá a mi tárgyalásunkat közelebbről érintő kétértékű logikai változókkal

kapcsolatos műveleteknél is. 8.2 Milyen eszköz a modem, és mi a feladata ? M/ 226 Soros adatátvitelre szolgál, az adatokat bitenként, egymás után továbbítja ellenőrző jelekkel együtt. Adatátvitelnél párhuzamos-soros, adatfogadásnál soros-párhuzamos átalakításra van szükség. Nagyobb távolságra történő adattovábbításhoz a telefonvonalakat lehet igénybe venni, amelyek használatához a jeleket rá kell ültetni egy hangfrekvenciás hordozójelre. Tulajdonképpen egy modulator/demodulator A leggyakoribb modulációs eljárások a frekvencia-, az amplitúdó- és a fázismodulációs eljárások. A két, modemen keresztül összekötött , berendezés egymással fél-duplex, illetve duplex üzemmódban tud kapcsolatot tartani. A fél-duplex üzemmódnál az adattovábbítás mindkét irányban lehetséges, de egy időben csak az egyik irányban; a teljes duplex üzemmódban egyidőben mindkét irányban lehet adatokat továbbítani. A fél-duplex

összeköttetéshez 2-, a duplexhez 4-vezetékes kapcsolat kell 8.3 Mi a program ? Azoknak az utasításoknak, előírásoknak az összessége, melyek alapján a számítógép a kívánt feladatot megoldja, illetve a kívánt sorrendben elvégzi a kívánt műveleteket. Valamely programozási nyelven kell elkészíteni. A feladat megfogalmazását, az algoritmus megadása és a program tervezése követi 8.4 Mire szolgál a gépi kódú utasítás címrésze ? M/ 81 A művelet végrehajtásához szükséges adat(ok), operandusz(ok) címe(i)t tartalmazza. 8.5 I/O kapcsolatok kezelése, soros (szinkron/aszinkron) átviteli módok. Szinkron átvitel modemnél: Az egymást követő jelek ütemezetten szinkronizáltan követik egymást. Az adatok átvitele blokkos formában történik, amelyeket kiegészítenek más szinkronizáló bitekkel is. Ezt a formát nevezik ’frame’-nek, keretnek Az átvitel egyik formája a karakter orientált protokoll, amelynek használata esetén a

grafikus adatok továbbítása körülményessé válik. Ezért azok átviteléhez a bit orinetált protokollt használják Ilyen az ISO által is elfogadott bit orientált protokoll a HDLC. A szinkron átvitelnél a redundancia alacsonyabb, de a kapcsolódó hardver bonyolultabb. Az alkalmazható sebesség magasabb mint az aszinkron átviteleknél A használt sebesség értékek: 4800, 9600 bps, vagy magasabb érték. Aszinkron átvitel modemnél: 15 Az aszinkron ütemezésű adatátvitelnél a karakterek ütemezés nélkül követik egymást. A start/stop bitek miatt a jelsorozat eléggé redundáns, tehát információtartalom szempontjából felesleges jeleket is tartalmaz, ugyanakkor a vevő oldalon nincs szinkronizálva a vétel és emiatt nagyobb sebességű (>9600 bit/sec) átvitel nem biztonságos. Az aszinkron soros átvitelhez használt átviteli sebességek: 110,300,1200,2400,9600,19200 bit/s 8.6 Ismertesse a tanult adattömörítési elveket ! OR/ 159 A memória

elaprózódásának megszűntetésére szolgál. Az önmagukban használhatatlan részekből egy folytonos területet képezünk. Ehhez dinamikus relokációra van szükség Ebben az esetben csak át kell másolni a program- és az adatterület tartalmát és be kell írni a bázisregiszter új értékét. A tömörítést célszerű a sorban álló munkák paramétereinek figyelembevételével szervezni. 9.1 Mi az igazságtáblázat ? M /111 A három logikai alapművelet: NEM (NOT), VAGY (OR) és az ÉS (AND) egyes eseteit ábrázolja. A B NEM VAGY --------------------------------------------------------0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 9.2 ÉS 0 0 0 1 Miért használunk órajeleket a soros adatok átvitelekor ? ELAMV /179 Miután külön-külön adó és vevő csatlakozó pontokkal rendelkezik az alkalmazott illesztő egység, szükség van arra, hogy az adó és vevő oldalra is külön-külön külső órajelről gondoskodjunk. Az órajelek vezérlik az adatok

adásának és vételének sebességét. Abban az esetben, amikor a külső logika azonos adó- és vevő oldali órajelet használ mindkettő előállítható a rendszer órajelből (CLK) is. Az I/O illesztő (interface) logikája nem határozza meg az adatsebességet és nem hoz létre ill. nem bocsát ki órajeleket Aszinkron adatátvitel esetén az órajel és a soros adatjelek közötti viszony megváltozik. A soros I/O illesztő egység figyelmen kívül hagyja az órajelet, ha nem programozták be a belső vezérlőlogikába annak felismerését. Hasonlóan a vevőpuffer tartalma elvész, ha az adatbusz puffere nem kész egy byte-nyi adat vételére. Az adó oldalon szükség van két vezérlőjelre: az egyik a TE, a másik a TRDY jelzi, hogy az adatpuffer kész arra, hogy egy további adatbyte-ot fogadjon. 9.3 Mit értünk hardver alatt ? M /18 A számítógép elektronikus áramköreit, mechanikus berendezéseit, kábeleit, csatlakozóit, perifériáit nevezzük együttesen

hardvernek. 9.4 Mit befolyásol az utasítások hossza ? M /80 Hogy hány operandust és címet lehet megadni, milyen bonyolultan paraméterezhető, milyen gyorsan fut le és hogy mekkora tárterületet foglal le. Van 4-,3-,2-,1- és nullacímes utasításszerkezet 9.5 I/O kapcsolatok kezelése, párhuzamos átviteli módok. M /223 A mikroszámítógépes rendszerekben a legnagyobb számban, vagy megszakításos, vagy közvetlen tárolóhozzáféréses párhuzamos adatátvitel történik, kiegészítve a programozott I/O átvitellel. 16    9.6 Programozott I/O: az I/O eszközöket közvetlenül irányítja (lassú és leköti a processzort)  Feltétel nélküli, programozott: egyszerűbb esetekben.  Feltételes, lekérdezéses adatátvitel: a periféria állapotjezőinek ellenőrzése alapján és után történik az átvitel. Megszakításos I/O: a periféria kezdeményezi a megszakítást a processzor felé, ekkor jön létre az adtátvitel. Közvetlen

tárolóhozfordulás(DMA): nagy sebességű eszközök és adatblokkos átvitel esetén.  A processzor megvizsgálja az I/O eszköz állapotjelzőjét  A processzor kiadja az átviteli utasítást  Elindítja a DMA vezérlőt  A sín előkészítése  Cím sínre tétele  Adat sínre tétele  Számláló csökkentése  Megszakítási kérelem  A processzor ellenőrzi a DMA vezérlőt az átvitel végrehajtásáról  A DMA leköti a sínt  (Cikluslopás)  Átviteli kapcsolat választás  Sínhasználat mód választás  Prioritási mód a csatornákhoz A számítógépek architektúrájában hol találhatjuk meg az operációs rendszerek funkcióit ? Alkalmazók (környezet) Alkalmazói interfész Alkalmazói réteg Nyelvi interfész Nyelvi réteg Rendszerinterfész Operációs rendszer réteg Hardverinterfész Hardverréteg 10.1 Milyen logikai elem az ÉS, a VAGY és a NEM kapuáramkör ? ELAMV /55 Olyan egy vagy több bemenetű logikai

áramkörök, amelyek egy meghatározott logikai műveletet valósítanak meg. A logikai felépítéstől függően a kapuk lehetnek kombinációs, vagy szekvenciális (sorrendi) áramkörök.   Kombinációs: nem tartalmaz tárolóelemet, kimeneti értékei csakis a bemeneti értékek pillanatnyi értékétől függenek. Szekvenciális: (sorrendi) az áramkörök következő állapotát a jelen bemeneti állapot és a hálózat belső állapota együttesen határozza meg. Az ÉS, a VAGY és a NEM kapu:   ÉS kapu: az és műveletet valósítja meg, vagyis az adott bemeneti logikai változókra az és művelet eredményét képezi. Logikai szorzást végez (konjunkció) Olyan több bemenetű logikai elem, amelynek kimenetén akkor és csak akkor jelenik meg az 1-et (igaz) fizikailag képviselő jelszint, ha az összes bemeneten H szint van. VAGY kapu: logikai összeadást végez. Olyan többemenetű logikai elem, amelynek a kimenetén akkor és csak akkor jelenik meg a

H szint, ha legalább egy bemenetén H szint van. 17  10.2 NEM kapu: a NEM műveletet valósítja meg. Azaz a bemenetére adott logikai változóra a NEM műveletének eredményét képezi. Egybemenetű logikai elem, amelynek a kimenetén mindig a bemenettel ellentétes szint jelenik meg. (A H szinttel ellentétes szint jele: L) Miért kell az adó és a vevő készülékben azonos frekvenciájú órajelet használni ? ELAMV /179 Mert ebben az esetben mindkettő előállítható a rendszer órajelből (CLK) is. Az I/O illesztő (interface) logikája nem határozza meg az adatsebességet és nem hoz létre illetve nem bocsát ki órajeleket. A vétel órajelének emelkedő éle aktiválja a vétel adatjelét, mely mint bináris digit a vevő adatpufferébe kerül. Az áttöltés után a vevő adatpuffere üres lesz. Minden adó óraimpulzus első éle aktiválásénak hatására egy bit kerül át az adó adatpufferéből emelkedő sorrendben. Asszinkron adatátvitel esetén

az órajel és a soros adatjelek közötti viszony megváltozik. 10.3 Mit értünk szoftver alatt ? M /19 Ahhoz, hogy a felhasználó feladatát meg lehessen oldani, a feladat algoritmusát át kell tenni a gép számára értelmezhető program formájába, majd ezt a számítógépen végre kell hajtani, azaz a programot futtatni kell. A számítógépet működőképessé tevő programok összességét (beleértve ebbe a programokhoz tartozó dokumentációkat is) szoftvernek (softver) nevezzük. 10.4 Mit befolyásol az utasításkészlet ? M /97 A processzor sokoldalúságának egyik kifejezője. Ez határozza meg, hogy milyen feladatokat tud megoldani, milyen bonyolult leírással, milyen sebességgel és hatékonysággal, valamint ez határozza meg, hogy a rendszer mennyire felhasználóbarát. Jellemzésénél fontos:     10.5 Megszakítási rendszer lényege, megszakítások kiszolgálása. Megszakítások sorolása, többszintű megszakításkiszolgálás.

OR /105, M /214,218          10.6 Elemi utasítások száma és azok tartalma Kezelhető feltételek száma Jellemzőinek következetes használati lehetősége Mennyire nyújt hatékony támogatást Megszakítási kérelem érkezik a központi egységhez. A kérelem várakoztatása. Az állapotvektor verembe mentése. Privilegizált állapot jön létre. A megszakítási vektorból a központi egység előveszi a megszakító rutin induló állapotvektorát és átadja a vezérlést. Esetleg az előző program állapotvektorának mentése, valamint a megszakításkérelem okának felderítése. A kritikus szakasz után visszaállítja az adott osztály megszakíthatóságát. A vezérlést visszaadja az operációs rendszer ütemező rutinjának. Ez az állapotvektor alapján visszaadja a vezérlést a program következő utasításának. Ismertesse a programkészítés alapvető lépéseit ! Hogyan támogatja az operációs rendszer a programozást ? OR

/24 Programfejlesztési támogatás (, a programozási munka részfeladatai):   A probléma elemzése Az algoritmus felbontása részprogramokra 18     A részprogramok megírása Modulteszt A részprogramok összeépítése Átadás üzemeltetésre Ide tartoznak az adatdefiniáló és adatmanipuláló nyelvek, valamint az integrált programfejlesztő rendszerek. Ezek segítik az adatbázis-technikában használatos adatelemzést.       Informális specifikáció Formális specifikáció Szoftvertechnológia Programozási nyelv választás Programtervezés Programozás: programírás, belövés, rendszerpróba, átadás. A programírásnál részprogramokat modulokat kell készíteni, így kisebb programokat kell belőni. Ezekből pedig programkönyvtárakat kell készíteni. Ezzel csökkenthető a szoftverkrízis Ezután kell a megfelelő fordító és interpreter programot kiválasztani. A fordítóprogram gépi kódra fordít, az

interpreter pedig értelmezi a programot. A modulok a szerkesztőprogrammal (linkage editor) szerkeszthetők össze és a betöltőprogrammal készíthetők elő a futtatáshoz. Fordításkor először egy ún tárgykód (object kód) lesz előállítva, akár több nyelvű kódból is, ebben a címek még nem véglegesek. A betöltőprogram teszi lehetővé, hogy a program az adott tárhelyen működőképes legyen. Vannak ún rendszerhívások (szoftvermegszakítás), amelyek az operációs rendszerbe beépült hasznos, vagy másképp megoldhatatlan funkciók. A programkönyvtárak végrehajtható modulokból is készíthetők (bináris könyvtárak). Az operációs rendszerek a programbelövést nyomkövetési (debug) funkciókkal támogatják. Ezen kívül tárkivonatot is lehet készíteni (dump). Hasznosak a debugger programok Az integrációs teszt hibajelzést ad, ha valamely modul hiányzik a komplett program összeállításához. Az algoritmushibák kivédésére

programhelyesség bizonyítási módszereket, programgenerátorokat és programstruktúra visszafejtő, automatikus programdokumentáló programokat alkalmaznak. 11.1 Milyen logikai elem NAND (ÉS-NEM) és a (VAGY-NEM) kapuáramkör ? ELAMV /58 A NOT-AND kapu a NEM-ÉS műveletet valósítja meg, vagyis az adott bemeneti logikai változókra a nem és művelet eredményét képezi. Több bemenetű logikai elem, amelynek kimenetén akkor és csak akkor jelenik meg L szint, ha az összes bemeneten H szint van. A NOT-OR kapu a NEM-VAGY műveletet valósítja meg, vagyis az adott bemeneti logikai változókra a NEM-VAGY művelet eredményét képezi. Több bemenetű logikai elem, amelynek a kimenetén akkor és csak akkor jelenik meg L szint, ha legalább egy bemenetén H szint van. 11.2 Mit nevezünk beállási időnek ? Az az időperiódus, amely alatt a jel az állapotváltozást követően eléri az előirt logikai szintet. 11.3 Milyen számítógép a CISC gép ? M /100

Mikroprogramozott műveleti vezérlést alkalmaznak az utasítások végrehajtására. Ennek következtében növekedett az utasítások bonyolultsága. Növekedett a használható utasítások száma (több mint 200-250 utasítás). A mikroprogram gyorsabb volt mint a ferritgyűrűs tárak Nőtt az utasítások komplexitása A magasszintű programozási nyelvekben szükség volt ilyen utasításokra (mikroprogramok, mikroeljárások).     Egy utasítás végrehajtásához több gépi ciklusra van szükség Sokféle utasítást és címzési módot használnak Sokféle tárolót tudnak címezni Mikroprogramvezérelt utasítások 19  11.4 Változó hosszúságú utasítások (a gyakrabban használt utasítások rövidebbek) Mely processzorok esetében használnak változó hosszúságú utasításokat ? A CISC processzoroknál. 11.5 Sínrendszer lényege, feladata, részei (belső és külső sínrendszer, a sín használói, sínprotokoll fogalma). A

sínrendszer működtetése (vezérlés módja, szinkron és aszinkron sínvezérlés, kézfogás technika). A sínfoglalás módszerei, kapcsolatok gyorsítása. M /201 A mikroszámítógép sínrendszere (bus system) a gép funkcionális egységeit kapcsolja össze egy szabványosított vezetékrendszerrel. A vezetékek száma és funkciója meghatározott és ez a gyártók által elfogadott, így a gép sínrenszeréhez könnyen csatlakoztatható bármilyen gyártótól származó részegység. Háromféle sín van és mindegyiknek van sín szélessége:    Adatsín: adatok továbbítására (16-32 bites) Címsín: cím továbbításra (szélessége meghatározza a memória címezhető tartományát) Vezérlősín: vezérlő jeleket küld a gép különböző egységei számára. Egy több tucat vezetékből álló vezetékrendszer. Összeköti a gép különböző részeit szabályozott, egységes módon. A gép különböző egységei egymás számára csak ezen

keresztül továbbíthatnak adatokat vezérlő jeleket.    Meg kell oldani az eszközök kijelölését. Meg kell határozni az adatátvitel irányát. Az eszközök működésének összehangolása, szinkronizálása. Előnye a szabványosított jelhasználat és vezetékkiosztás. Emiatt könnyen cserélhetők és csatlakoztathatók az eszközök illetve azok vezérlő kártyái. Az így felépített gépek karbantartása könnyebbé válik, mivel a hibás részek egyszerűbben behatárolhatók. Struktúra:   Belső sínrendszer: a processzoron belüli sínrendszer. Kialakítását az elérni kívánt teljesítmény határozza meg. Nagyobb teljesítményű processzoroknál 3-sínes rendszer van A címsín mellett külön adatsín van írásra és olvasásra. Ezzel megoldható a közel egyidejű írás és olvasás Egyszerűbb megoldás a 2-sínes rendszer (adat- és címsín). Közös adat és címsínt csak a nagyon egyszerű processzoroknál alkalmaznak. Külső

sínrendszer: a processzor és más eszközök között. Az összekapcsolt területek alapján lehet:    Helyi sín (local bus) a processzorhoz közvetlenül kapcsolódó rész (pl.: társprocesszor) Rendszersín (system bus) a processzort köti össze a gép egyéb részeivel (I/O eszközök) Memóriasín (memory bus) nagyobb rendszernél leválasztják a rendszersínről a memória területét A vezérlőjelek fajtái:     Adatátvitelt vezérlő jel Megszakítást vezérlő jel Sínvezérlő jel Egyéb jel 20 A sínvezérlő egység feladatai (a helyi sínt választja el a rendszersíntől):    A megfelelő nagyságú jeleket biztosítja. Elválasztja a sínrészeket egymástól. A sínt vezérlő jeleket szolgáltatja. A sín használói: (master, slave) a sínt egyidőben csak egy eszközpár használhatja. Használatát valamelyik eszköz kezdeményezi, amelyet aktív eszköznek (master) neveznek, szemben a kapcsolatban résztvevő másik,

passzív (slave), amely csak fogadja és végrehajtja az aktív eszköztől származó vezérléseket. A vezérlő eszköz a processzor, vagy valamelyik DMA-s I/O egység lehet. A sín használatát eredményező folyamatot a passzív eszköz jelzése alapján (megszakítási kérelem) az aktív eszköz, például a processzor kezdeményezi valamilyen feladat elvégzésére. Az igény kétféle módon értékelhető ki:   Minden passzív eszköz önálló megszakítási lehetőséggel rendelkezik. A processzor ez alapján el tudja dönteni, hogy melyik eszköz küldte a jelzést és el tudja indítani a sín lefoglalás iránti kérelmét. Nem vektoros sínfoglalás. A passzív eszköz saját megszakítást értékelő logikával rendelkezik, amelynek eredményeként, jelzésére a processzor egy elfogadási jelzést küld ki, valamint a slave azonosítóját. Ezt vektoros sínfoglalásnak nevezik. Sínprotokoll: a sínrendszer általános kapcsolatteremtő funkciója

következtében, meg kell felelnie valamilyen elfogadott előírás rendszernek, amely megszabja fizikai, mechanikai és elektromos jellemzőit, a rákapcsolódó eszközökre előírt követelményeket. Az általános használat érdekében szabványosított megoldások alakultak ki. Ezt a szabályrendszert nevezzük sínprotokollnak Megszabja a működési szabályokat. Sínvezérlés: Minden síntevékenységhez meghatározott időtartam, ütemszám szükséges. Azt az időtartamot (ütemszámot), amely egy adatátviteli folyamat lefutásához kell, sínciklusnak nevezzük. Az eszközöknek összehangolt módon kell működniük. Az átvitel megadásához meg kel határozni a kiválasztott eszközt, az átvitel irányát, a kijelölt eszközt fel kell szólítani az átvitel fogadására. Ezt a cím sínre helyezést jelző jel teszi meg, amelynek elfogadását, az eszköz készenlétét a READY jellel jelzzük. A memóriaoldal mindaddig várakozik, amíg az átvitelre felszólító

jelet (ALERT) nem észleli. A processzor oldala viszont ezek után arra vár, hogy a művelet befejeztéről a kész (READY) jelzést megkapja. A kérés-visszaigazolás előbbiekben ismertetett változata, az eszközök kapcsolatainak kezelésében igen általánosan elterjedt megoldás a hand-shaking “kézfogás”-os technika. A processzor-oldal és a memóriaoldal folyamata a kérés-visszaigazolás (ALERT-READY jelpár) után megszaladhat, azaz egymással nem összehangoltan, szinkronizálatlanul futhat tovább. Ennek megoldására az aszinkron vezérlésnél egy második hand-shaking kapcsolatot vezetnek be, míg a szinkron megoldásnál a kész jelzés időbeli, megfelelő eltolását alkalmazzák. A sínvezérlés módja lehet:  Szinkron: saját órajellel (ütemezéssel rendelkeznek). Az ütemek szabják meg a sínen zajló folyamatok időbeni lefutását. A sínre kapcsolt, az átvitelben résztvevő eszközök azonos ütemezés alapján dolgoznak. Az ütemezés

történhet a vezérlőjelek azonos (pl felfutó) élével, de lehetséges a jelek ellenkező (felfutó-lefutó) élével is vezérelni az egyes folyamatokat. A sín ütemezése a processzor órajelével, vagy annak valamilyen osztott értékével történik. A szinkron adatátviteli kapcsolat egyszerűbb működést eredményez, de tervezése sokkal hosszadalmasabb, mivel az egyes fázisok időtartamát szigorúan össze kell hangolni. A számítógép működésében általában szinkronizált folyamatokat építenek ki. 21  Aszinkron: a két összekapcsolt eszköz működtetése nem azonos ütemezéssel történik, de ugyanakkor az összekapcsolt eszközök saját ütemezéssel rendelkezhetnek. A párhuzamos folyamatok és műveletek lefutását, összehangolását, az egymást követő elemi lépések befejezése szabályozza. A párhuzamos folyamatok összehangolatlanságát a második kérés-visszaigazolás bevezetése szünteti meg, a saját ütemezésen túl. Ezt a

kettős kérés visszaigazolást nevezik full hand-shaking-nek Bonyolultabb megoldást igényel, de különböző típusú eszközök összekapcsolása esetén jobb megoldást ad, mint a szinkron vezérlési változat. Sínfoglalás (bus arbitration): az adatátvitelek lebonyolításához egyidőben több aktív eszköz (master) is igényelheti a sín használatát. Ilyenkor valamilyen eljárással el kell dönteni, hogy melyik eszköz kapja meg először a sínhasználat jogát. Ezt a folyamatot nevezik sínfoglalásnak (sín arbitráció) A sín használati igény kiszolgálása lehet: A jogosultság megállapítás mindkét esetben történhet centralizált és decentralizált módon.   11.6 Soros (daisy chain)  Soros sínhasználat engedélyezés  Soros sínkérelem engedélyezés  Soros engedélyezés Párhuzamos  Egyszerű körbejáró  Elfogadástól függő körbejáró  Véletlenszerű (random)  Egyenlő (equal) prioritás alkalmazása 

Legkevésbé használt eszköz Ismertesse a főütemező feladatát, szerepét a folyamatok létrehozásában ! OR /73 A kiválasztási fázisban az operációs rendszer eldönti, hogy be tud-e ütemezni egy feladott munkát végrehajtásra. Dönt arról, hogy több várakozó közül kit részesít előnyben Ezt a munkák prioritása és az előírt terhelési politika határozza meg. A kötegelt rendszerekben a kiválasztó program a főütemező Ez különbözik az operációs rendszerben használatos más alacsonyabb szintű ütemezőktől. Bemeneti adatait a bemeneti várakozó sorok képezik. Kimenete egy munkavezérlő blokk, amely a munkát azonosítja az operációs rendszer számára. A munkavezérlő blokkok reprezentálják a végrehajtási sort, vagy munkasort, amely az éppen végrehajtás alatt álló munkákat tartja nyilván. 12.1 Mit nevezünk kombinációs döntési hálózatnak ? ELAMV /59 Kombinációs logikai hálózat: kizáró VAGY (EXCLUSIVE OR, XOR):

Olyan logikai áramkör, mely az ún. ANTIVALENCIA műveletet valósítja meg; a bemenetére adott logikai változók az ANTIVALENCIA műveletének eredményét képezik. A kombinációs döntési hálózat általában olyan digitális hálózat, amelynek bármely bemeneti állapotához, jelkombinációjához egy definiált kimeneti jelkombináció tartozik. Ilyen például a kizáró vagy logikai áramkör A kizáró vagy kétbemenetű logikai elem, amelynek kimenetén akkor és csak akkor jelenik meg a H szint, ha csak egy bemenetén van H szint. A kombinációs hálózatokkal minden szükséges függvény előállítható. 12.2 Mi az adatátviteli sebesség mértékegysége ? A BAUD (bit/s). Ez azt jelenti, hogy 1 másodperc alatt hány jel (bit) lesz átvive 12.3 Milyen számítógép a RISC gép ? M /144 22 Általában 3 címes utasításokkal dolgoznak. RISC=Reduced Instruction Set Computers= csökkentett utasításkészlettel rendelkező számítógép. Az egyszerűbb

utasításkészlet gyorsabb dekódolást tesz lehetővé, ami nagysebességű utasításvégrehajtást eredményez. A csökkentett utasításkészletet úgy határozzák meg, hogy lehetőleg minden utasítás egyforma hosszúságú legyen és egyetlen gépi utasításciklus alatt végrehajtódjon. Bonyolultabb utasításokat csak akkor engednek meg, ha azok használata nagyon jelentős előnnyel jár. A RISC processzorok gyakorlati megvalósítását a fordítóprogramok fejlődése is segítette, amelyek már a mikroprogram szintjén is hasonló minőségű programot voltak képesek előállítani, mint amilyeneket egy jó programozó tud elkészíteni. A gyorsítást a következő fejlesztések segítették elő:       A lehető legegyszerűbb hardver kialakítása A ritkán igénybevett utasítások elhagyása, utasítások egyszerűsítése A kapcsolódó utasítások optimális kialakítása A VLSI technika miatt hely szabadul fel a cache és a regiszterek

számára Si helyett GaAs lapkák használata (nagyobb sebesség) Optimalizáló fordítók Leglényegesebb jellemzői:          12.4 Milyen megoldásokkal csökkenthető a négycímes utasítás címeinek száma ?     12.5 Kis számú utasítás (<128), a címzési módok szűkített használata. Az utasítások rögzített hosszúságúak. Közvetlen memóriahasználat LOAD vagy STORE utasítással. Nincs mikroprogram. Egy utasítás végrehajtása egy ciklus alatt. Az utasítások átlapolt feldolgozása. Nagy regisztertárak. Igen bonyolult fordítóprogram. A processzor és a gép struktúrájának gyorsítást segítő kialakítása. PC bevezetésével AC bevezetésével, vagy az eredmény a 2. operandus helyére kerül AC bevezetése Veremtároló bevezetése Virtuális címek leképzési módszerei (szegmens- és lapcímzések egy és többlépcsős megoldási formái) M /172 A virtuális címzés nem csak a központi tár, hanem

a háttértárolók területét is elérhetővé teszi, ugyanazon módszerek alkalmazásával. A végrehajtás alatt álló programrésznek és a feldolgozandó adatoknak legalább a központi memóriában kell lenniük. Ugyanakkor a főtár mérete nem teszi lehetővé, hogy a teljes program és az összes adat egyszerre a tárban legyen. Habár a tárolók mérete egyre növekszik, de a feldolgozó programok mérete és a feldolgozandó adatok mennyisége is folyamatosan növekszik. A központi tár véges kapacitása miatt, az aktuálisan nem használt programokat, adatokat valamilyen háttértárolón kell tárolni és szükség esetén betölteni a központi memóriába. A háttértároló használatának azonban nem kizárólag csak a kapacitáshiány az oka; közrejátszik ebben gazdaságossági és cserélhetőségi ok is. Nagy mennyiségű adatot célszerű alacsony fajlagos költségű tárolón elhelyezni. A háttértárolón lévő programrészek központi tárba való

betöltésére a programozók kedvelt módszere az ún. overlay technika, amelynél az újonnan betöltött programrész egy másik már nem használt rész helyére kerül. Ennek a futtatása igen körülményes, ezért a betöltés automatizálására dolgozták ki “az automatikus overlay 23 technikát” a lapozásos tárolókezelési módszert. Korábban az operációs rendszer részét képezte, majd harveresen oldották meg, majd átkerült a processzor hatáskörébe. Ma már lehetővé vált, hogy a teljes tárolóterületet, vagy annak nagyrészét látszólag közvetlenül címezhessük, azaz látszólag központi tárnak tekintsük. A tár blokkokra van osztva, a változó méretű a szegmens, a rögzített méretű a lap A tárban vannak a lapkeretek, ezeknek van logikai és fizikai címe. Ezekbe a keretekbe lesznek a lapok illetve szegmensek betöltve. Valós cím = lapkeret kezdőcíme + relatív cím A szegmens- és laptáblák adatai:      

Logikai blokk sorszáma, kezdőcíme Blokk memóriabeli kezdőcíme Blokk mérete Hozzáférési jogok Állapotjelzők Blokk fizikai címe Van szegmentálás, lapozás és lapozásos szegmentálás. Szegmentálás: Logikai cím = szegmens logikai sorszáma + relatív cím Fizikai cím = szegmens fizikai kezdőcíme(báziscím) + relatív cím Lapozás: Logikai cím = lap logikai sorszáma + relatív cím Fizikai cím = lapkeret fizikai kezdőcíme(báziscím) + relatív cím Egylépcsős címképzés: A szegmens-, vagy laptáblázat tartalmazza a központi memóriabeli szegmens-, vagy lapkezdet fizikai címét. A táblázatban a keresett helyet a virtuális cím egy része, mint index jelöli ki, vagy egy külön regiszterben, tárolóban találhat a sorszám, az index értéke. Szegmenscímek: A cím felső 8 bitje (beágyazott sorszám) jelöli ki a táblázat megfelelő sorát, amelyben a szegmens kezdetének fizikai címe (32 bites) található. A pontos fizikai cím

kiszámításához a kezdőcím és az utasításban található relatív cím (eltérés, displacement, offset) összegét kell képezni. A táblázatnak 256 bejegyzése lehet A szegmensek címzésének egy másik változata, amelynél a táblázat sorindexe gyanánt működő érték nem a címben magában található, hanem egy kijelölt regiszterben, a szegmensregiszterben. A pontos fizikai címet a táblázatból vett kezdőcím (32 bites) és a címben található 32 bites relatív cím összege adja. A főtárban helyezkedik el. Lapcímek: A virtuális cím felső 20 bitje, mint logikai lapsorszám, jelöli ki a laptáblázat megfelelő sorát, amelyben a lapkeret sorszámát (20 bites) tároljuk. A pontos fizikai címet a táblázatbeli lapkeret sorszám és az utasítás alsó 12 bitje által leírt relatív cím egyesítése (konkatenálása) adja. Többlépcsős címképzés: A többlépcsős címkiszámítási eljárások vegyítik a szegmenscímzést a lapcímzéssel. A

korszerű processzorok mind alkalmasak már a lapozási technika használatára. Többlépcsős lapcímzés: 24 Kétlépcsős változatánál a virtuális cím három részből áll, amelyek közül az első, a legfelső 10 bit a laptáblakatalógusban jelöli ki a használandó laptáblázat kezdőcímét. A pontos cím a laptáblázatból kiválasztott lapkeret sorszám (20 bit) és a virtuális címből származó relatív cím (12 bit) egyesítéséből áll össze. A háromlépcsős címkiszámítási eljárásnál a virtuális cím 4 részből áll: a laptáblakatalógus kezdetét kijelölő laptáblakatalógus-sorszámból (7 bit), a laptáblázat kezdőcímét kijelölő laptábla-sorszámból (7 bit), a lapot kijelölő logikai lapsorszámból (6 bit) és végül a relatív címből (12 bit). A pontos fizikai cím kiszámítása a laptábla kijelölése után, a megjelölt lapkeret sorszám és a relatív cím egyesítésével jön létre. A főtáblának és a

lapkatalógus táblának egyenként 128 bejegyzése lehet. Azok kiválasztott sorai megadják a lapkatalógus táblának, illetve a laptáblának a kezdőcímét. A laptáblázatoknak 64 bejegyzése lehet Csak a főtábla található a központi memóriában. A háromszintes rendszer használata igen időigényes Többlépcsős szegmentált lapcímzés: A szegmentált lapcímzéseknél együtt alkalmazzák a szegmenscímzést és az azon belüli lapcímzést. A kétlépcsős címkiszámítási módszernél a szegmens kijelölése nem a virtuális cím alapján, hanem egy erre a célra szolgáló szegmensregiszter alapján történik. A szegmensregiszterben tárolt 16 bites szegmenssorszám a szegmenstáblázat indexeként kijelöli a szegmens kezdőcímét (32 bit), amelyhez a virtuális cím, mint relatív cím lesz hozzáadva. Az így keletkező újabb virtuális cím két részből tevődik össze, a lapsorszámból (20 bit) és a lapon belüli relatív címből (12 bit). A

háromlépcsős megoldás az amit alkalmazni célszerű. A háromlépcsős címkiszámítási megoldásnál a szegmensregiszterben tárolt 16 bites szegmenssorszám a szegmenstáblázat indexeként kijelöli a szegmens kezdőcímét (32 bit), amelyhez a virtuális cím, mint relatív cím lesz hozzáadva. Az így keletkező újabb virtuális cím három részből tevődik össze, a laptáblázat sorszámából (10 bit), a lapsorszámból (10 bit) és a lapon belüli relatív címből (12 bit). A keresett tároló pontos címe a két lépcsőben kiválasztott lapkeret sorszámából és a relatív címből tevődik össze a két rész egyesítésével. A laptábla katalógusban és a laptáblázatokban 1024 bejegyzés tehető A lapkatalógus helyét, lapkeret sorszámát, egy erre a célra szolgáló regiszter tartalma adja meg. A szegmenstábla és a lapkatalógus tábla a memóriában, az egyes laptáblázatok a virtuális tárolóban találhatók meg. A szegmenssorszám (szelektor)

felhasználható hossza tulajdonképpen csak 13 bit Lépések: először az utasítás prefix által meghatározott szegmensregiszter tartalma, mint sorindex, a szegmenstáblázat kezdőcímének értékével együtt (1), a memóriában jelöli a szegmenstáblázat kívánt sorát, illetve a szegmens kezdőcímét (1). Ezt a kezdőcímet a virtuális címmel összeadva kapjuk az új virtuális címet, amelynek egyes részei kijelölik az egyes táblázatokban a szükséges lapkeret sorszámokat. A cím legfelső 10 bitje és a lapkatalógus lapkeretének sorszámát tároló regiszter tartalma, kiegészítve az alsó 2 bit 00 értékével (2), kijelöli a tárolóban elhelyezkedő lapkatalóguson belül az aktuális laptáblázat lapkeretének sorszámát (2). Ehhez a lapkeretsorszámhoz hozzátéve a vituális cím második 10 bitjét, valamint kiegészítve 0-kal (3) megkapjuk a tárolóban a laptáblázaton belül a keresett lap lapkeretének sorszámát (3). Ezt az értéket

végül egyesítve a virtuális cím alsó 12 bitjével, kapjuk a pontos, fizikai címet (4). 12.6 Mi indokolta a kötegelt feldolgozás bevezetését ? Milyen szoftver támogatásra volt szükség ? OR /61 Hogy időnként vannak olyan nagymennyiségű munkák, amelyeket egyszerre kell elvégezni. Kötegelt (batch) rendszerek: Az operációs rendszer egymástól független munkák végrehajtására vonatkozó igényeket fogad, s ezekből olyan kötegeket hoz létre, melyeket azután a körülményeknek megfelelő időpontban hajt végre. A kötegelt rendszerek sajátsága, hogy a programozókat elválasztja a géptől – általában a géptermekből is kitiltották őket – a számítógépes rendszer kezelését pedig az e célra kiképzett gépkezelők (operátorok) végzik. A programozó dolga az, hogy egy futás eredményeiből minél gyorsabban előállítsa a következő gépi futás anyagát, hiszen elsődleges cél a számítógéprendszer folyamatos leterhelése. Ezt már

az egyfelhasználós rendszereknél is meg tudták közelíteni, de csak a multiprogramozás elterjedése, valamint egyes tevékenységek párhuzamossá tétele hozott igazi eredményt. A programozó által összeállított köteg tulajdonképpen “vezérlőnyelven” (munkavezérlő nyelv) írott program, amely a végrehajtáshoz szükséges 25 adatokat vagy az ezek tárolási helyét megadó utalásokat is tartalmazza. A kötegelt rendszerek vezérlőnyelve horizontális jellegű, mert kevés számú parancsból építkezik (vertikális struktúra), de az egyes parancsok igen bonyolultan paraméterezhetők (horizontális struktúra). A kötegelt rendszerek fejlettségi szintjét elég jól jellemzi az erőforráskezelés automatizálásának és dinamikusságának mértéke, s ezen belül különösen fontos a tárkezelés. A fix, majd a változó partíciók használata után a virtuális címzés jelentette a fejlődést A kevésbé fejlett rendszerek túl hosszú ideig

lekötik a folyamatok számára az általuk igényelt erőforrásokat, ami rontja az erőforrások kihasználtságát, de javítja az átbocsátó képességet az alacsonyabb rendszeradminisztrációs terhelés miatt. 13.1 Mi határozza meg egy szekvenciális áramkör “következő” állapotát ? ELAMV /55 A szekvenciális (sorrendi) áramkörök következő állapotát a jelen bemeneti állapot és a hálózat belső állapota együttesen határozza meg. 13.2 Mi a különbség a mikroszámítógép-rendszer szinkronizáló jelei és a soros adatok órajelei között ? Szinkronizált jelek: Az egymást követő jelek ütemezetten, szinkronizáltan követik egymást. Az adatok átvitele blokkos formában történik, amelyet kiegészítenek még szinkronizáló bitekkel is. Ezt a formát nevezik ’frame’-nek, keretnek. Az átvitel történhet karakter orientált és bit orientált protokollal Soros adatok: Az I/O egységek a szokásos adatvezetékekkel és vezérlőjelekkel

rendelkeznek. A soros I/O illesztők vezérlőjelei csoportosíthatók, mint általános vezérlőjelek, vagy mint MODEM vezérlőjelek. Az általános vezérlőjelek alkalmasak bármilyen külső logika vezérléséhez, míg a MODEM vezérlések (ipari) szabványkövetelményeknek kell hogy megfeleljenek. Az órajelek vezérlik az adatok adásának és vételének sebességét. Abban az esetben, amikor a külső logika azonos adó- és vevő oldali órajelet használ, mindkettő előállítható a rendszer órajelből is. Az I/O illesztő (interface) logikája nem határozza meg az adatsebességet és nem hoz létre ill. nem bocsát ki órajeleket A vétel órajelének emelkedő éle aktiválja a vétel adatjelét Aszinkron adatátvitel esetén az órajel és a soros adatjelek közötti viszony megváltozik. 13.3 13.4 Milyen alapműveletek szükségesek és elégségesek a működőképes automatához ? M /20  És (AND) művelet  Kizáró-vagy (exclusive OR) művelet 

Eltolás (SHIFT) művelet  Átvitel (MOVE) művelet Az utasításszámláló regiszter bevezetése milyen programtárolási következménnyel jár ? M /21 Az utasításszámláló regiszter tartalmának növelése: ez a lépés a PC (Program Counter) tartalmának növelésével a következő utasítás tárolóbeli helyének címét állítja elő; ez a PC tartalmának 1-gyel (pontosabban 1 utasítás hosszának megfelelő értékkel) való növelését jelent. 13.5 A címzés általános célú használata (memória, átlapolás, átlapolt címzés, perifériacímzés, adatmérettől függő címzési módok). A virtuális tárkezelés szerepe, lényege Szegmens, lap fogalma, adatcsere megoldási módjai. A tároló védelmi lehetőségei A címzés használata: A tárkezelés a multiprogramozás miatt a tár több felhasználó közötti megosztásának irányába fejlődött tovább. Az első gyakorlati megoldást az ún swapping (helycsere) jelentette, amely először egy

rezidens operációs rendszerrel és határregiszterrel felszerelt hardveren működött időosztásos alapon. A swapping 26 lényege, hogy a felhasználói részt mindig egy felhasználó uralja, a többiek teljes tárterülete a háttértáron várakozik. Felhasználócserénél a rendszer kimásolja a régi, és behozza az új felhasználó “tárképét” Hatékonyabban működött, ha csak a ténylegesen lefoglalt területeket cserélgette. Ekkor alakultak ki a rendszerhívások. Hatásfokát tovább lehetett növelni azzal, hogy az egyik folyamat beolvasását átfedjük a másik folyamat végrehajtásával. Két pufferterület segítségével egy programterület végrehajtása közben az előző programot kivisszük, a következő programot pedig behozzuk a megfelelő pufferbe. Hátránya, hogy a csere csak passzív folyamatokkal hajtható végre. A megoldás a B/K tevékenység megszorítása: vagy megtiltjuk a swappingot a teljes B/K művelet alatt, vagy a B/K

műveletet csak az operációs rendszer puffereivel lehet végezni. Többpartíciós rendszerekben a tár szabad területét több részre (partícióra) osztják és minden partícióban egy-egy felhasználó programja tartózkodhat végrehajtásra várakozva. A multiprogramozás fokát a partíciók száma szabja meg. Kétféle módon oldható meg: statikusan és dinamikusan. A statikus megoldásban rögzített méretű partíciók szerepelnek, a másik megoldásnál változó méretű partíciók. Rögzített partíciók (MFT): A felosztás során a különböző méretű munkák számára kis, közepes és nagy partíciókat rögzítenek. Az ütemező nyilvántartásba veszi minden munka tárigényét. Ha egy soron következő munka számára szabaddá válik egy méretben megfelelő partíció, a program betöltődik. Az egyik megoldás, hogy mindegyik partícióhoz külön sort szervezünk. A másik megoldás egyetlen sort használ és abból próbálja optimálisan feltölteni a

rendelkezésre álló partíciókat, ami szintén többféle algoritmussal mehet végbe. Az MFT algoritmust swappinggal együtt is szokták alkalmazni, ami sok azonos méretű munka esetén lehet előnyös, mert az egy partícióra várakozó munkák közül adott idő alatt több is szóhoz juthat. (Ezt “roll-in/roll-out”nak is nevezik) Ennél a módszernél (, a rögzített a partícióknál) mindenképpen jelentkezik az elaprózódás Változó partíciók (MVT): Az operációs rendszer nyilvántartja, hogy a tár mely részei szabadok, illetve foglaltak. Amikor egy munka érkezik, megkeresi a számára elegendően nagy szabad területet és abból lefoglal annyit, amennyit a munka igényel. A külső elaprózódás még mindig jelentős, bár a belsőt már kiküszöböltük Ez ellen az “első lehetséges fut”, illetve a “legjobban illeszkedő fut” módszerével igyekeztek védekezni. A rögzített partícióknál jelentős a belső elaprózódás, a változó

partícióknál a külső illetve bizonyos esetekben lehet kis mértékű belső is. Virtuális tárkezelés: A virtuális címzés nem csak a központi tár, hanem a háttértárolók területét is elérhetővé teszi, ugyanazon módszerek alkalmazásával. A végrehajtás alatt álló programrésznek és a feldolgozandó adatoknak legalább a központi memóriában kell lenniük. Ugyanakkor a főtár mérete nem teszi lehetővé, hogy a teljes program és az összes adat egyszerre a tárban legyen. Habár a tárolók mérete egyre növekszik, de a feldolgozó programok mérete és a feldolgozandó adatok mennyisége is folyamatosan növekszik. A központi tár véges kapacitása miatt, az aktuálisan nem használt programokat, adatokat valamilyen háttértárolón kell tárolni és szükség esetén betölteni a központi memóriába. A háttértároló használatának azonban nem kizárólag csak a kapacitáshiány az oka; közrejátszik ebben gazdaságossági és cserélhetőségi

ok is. Nagy mennyiségű adatot célszerű alacsony fajlagos költségű tárolón elhelyezni. A háttértárolón lévő programrészek központi tárba való betöltésére a programozók kedvelt módszere az ún. overlay technika, amelynél az újonnan betöltött programrész egy másik már nem használt rész helyére kerül. Ennek a futtatása igen körülményes, ezért a betöltés automatizálására dolgozták ki “az automatikus overlay technikát” a lapozásos tárolókezelési módszert. Korábban az operációs rendszer részét képezte, majd harveresen oldották meg, majd átkerült a processzor hatáskörébe. Ma már lehetővé vált, hogy a teljes tárolóterületet, vagy annak nagyrészét látszólag közvetlenül címezhessük, azaz látszólag központi tárnak tekintsük. A tár blokkokra van osztva, a változó méretű a szegmens, a rögzített méretű a lap A tárban vannak a lapkeretek, ezeknek van logikai és fizikai címe. Ezekbe a keretekbe lesznek a

lapok illetve szegmensek betöltve. 27 Valós cím = lapkeret kezdőcíme + relatív cím A szegmens- és laptáblák adatai:       Logikai blokk sorszáma, kezdőcíme Blokk memóriabeli kezdőcíme Blokk mérete Hozzáférési jogok Állapotjelzők Blokk fizikai címe Van szegmentálás, lapozás és lapozásos szegmentálás. Szegmentálás: Logikai cím = szegmens logikai sorszáma + relatív cím Fizikai cím = szegmens fizikai kezdőcíme(báziscím) + relatív cím Lapozás: Logikai cím = lap logikai sorszáma + relatív cím Fizikai cím = lapkeret fizikai kezdőcíme(báziscím) + relatív cím Egylépcsős címképzés: A szegmens-, vagy laptáblázat tartalmazza a központi memóriabeli szegmens-, vagy lapkezdet fizikai címét. A táblázatban a keresett helyet a virtuális cím egy része, mint index jelöli ki, vagy egy külön regiszterben, tárolóban találhat a sorszám, az index értéke. Szegmenscímek: A cím felső 8 bitje (beágyazott

sorszám) jelöli ki a táblázat megfelelő sorát, amelyben a szegmens kezdetének fizikai címe (32 bites) található. A pontos fizikai cím kiszámításához a kezdőcím és az utasításban található relatív cím (eltérés, displacement, offset) összegét kell képezni. A táblázatnak 256 bejegyzése lehet A szegmensek címzésének egy másik változata, amelynél a táblázat sorindexe gyanánt működő érték nem a címben magában található, hanem egy kijelölt regiszterben, a szegmensregiszterben. A pontos fizikai címet a táblázatból vett kezdőcím (32 bites) és a címben található 32 bites relatív cím összege adja. A főtárban helyezkedik el. Lapcímek: A virtuális cím felső 20 bitje, mint logikai lapsorszám, jelöli ki a laptáblázat megfelelő sorát, amelyben a lapkeret sorszámát (20 bites) tároljuk. A pontos fizikai címet a táblázatbeli lapkeret sorszám és az utasítás alsó 12 bitje által leírt relatív cím egyesítése

(konkatenálása) adja. Átlapolt címzés: A memóriaelérés gyorsításának egy másik módja. A tárciklusnak a feléledési időtartamát használja fel, hogy egy újabb címzési folyamatot elindítson a processzor. Ez a címzés azonban nem vonatkozhat ugyanarra a tárolótömbre, hiszen az nem tud címet fogadni. Ehhez a tárolót tömbökre (bank-okra) kell osztani, általában 2 tömb elegendő és felváltva kell olvasni, vagy írni az egyik, vagy másik tömbbe. Az EDO RAM-ok is ezt valósítják meg. Eszközök címzése: A processzor a számítógép kölünböző erőforrásaihoz, perifériáihoz úgy tud hozzáférni, hogy meghatározza az eszközt és az adatátvitel irányát. Az igénybevenni kívánt eszköz kiválasztásának egyik lehetséges módja az eszközhöz tartozó eszközválasztó jel kijelölése és az írás/olvasás irányának a meghatározása. A 28 különböző eszközöket ugyanúgy kezelheti, mint egy közönséges tárolót. A

különböző eszközöknek (elsősorban a memória és a periféria) fentiek szerinti elérésére az alábbi módszerek használhatók:   Közvetlen, elkülönült elérési mód: a memória, illetve a perifériák elérésére használt utasítások műveleti kódja közvetlenül meghatározza az írás/olvasás helyét. Beágyazott, a főtárral azonos elérési mód: a perifériák ugyanúgy címezhetők mint a memória. A perifériák mint a memóriaterület egyik részén elhelyezkedő tárolóhelyek használhatók. Ennek következtében bármely memóriára hivatkozó utasítás, egyaránt elérheti a memóriát és a perifériákat. Adatmérettől függő címzési módok: A memóriahasználat során, a processzor által igényelt adatméret igen változó lehet. Többnyire 1,2,3 vagy 4 byte-os. A működés gyorsítása csak úgy érhető el, ha az adatsínen mindig a lehetséges maximális adatméretnek megfelelő adatszó kerül átvitelre. (Általában 2, vagy 4

byte) A 32 bites adatsínnel működő processzorok esetében nem mindegy, hogy a 4 byte-os adatterületek melyik byte-jától kezdődően kell kiolvasni az adatot. A legjobb ha mindig csak 4 byte-onként Ugyanakkor szükség van arra is, hogy ennél kisebb adatot és tetszőleges helyről is kiolvashassunk. A problémák megoldásához a processzorok két jelet használnak a címkiválasztás segítésére:   Adatméret jel: (DSIZE=Data Size), amely megszabja, hogy a processzor 1,2,3, vagy 4 byte-ot olvasson ki egy szó területéről. Byte engedélyező: (Byte Enable) értéke meghatározza azt, hogy egy 4 byte-os memóriaterület mely byte-jai legyenek kiolvashatók. Az alkalmazott elrendezési módok:   Rendezett adatelhelyezés: (data alignment) a 4-gyel osztható cím a kiindulópont és ezen a 4 byte-os szón belül lehet kiválasztani a kívánt adatterületet. A RISC processzorok használják Rendezetlen adatelhelyezkedés: (data misalignment); amelynél a

memória bármelyik byte-ja közvetlenül címezhető és a használt adathossz 1,2,3, vagy 4-byte egyaránt lehet. A CISC processzorok használják. A tároló védelmi lehetőségei:     A memóriaterület védelme: a címzések helyességének védelme. A rendszerprogramok védelme a felhasználó beavatkozásaitól. A felhasználók egymástól való védelme. Az adatokhoz való hozzáférés ellenőrzése Adatok védelme:    13.6 Olvasási jog (read access): tetszőleges adat olvasás. Írási jog (write access): új adat felvétel és módosítási lehetőség. Végrehajtási jog (execute access): végrehajtható egy program. Mi a várakozási sor és hogyan valósítja meg ez a funkciót az operációs rendszer ? OR /151-152 A várakozási sor: egy lista, amin a programok a végrehajtási sorrendben szerepelnek. A sorrendet az operációs rendszer határozza meg. Az értékelés háromféle módon hajtható végre:  Analitikusan : legegyszerűbb

formája a determinisztikus modellezés. Rögzítünk egy munkahalmazt és minden algoritmust ennek segítségével értékelünk. Maga a számítógép rendszer felfogható szolgáltatók hálózataként. Minden szolgáltatóhoz (CPU, perifériák) egy várakozói sor tartozik Ha ismerjük a az érkezési és kiszolgálási ütemet kiszámítható a 29 kihasználtság, az átlagos sorhossz és a várakozási idő. Ezt a módszert sor-hálózat analízisnek nevezik L=C*T (L: sor átlagos hossza, C: munka/másodperc, T: a munkák átlagos érkezési üteme.) Ez a Littleformula Az ütemezési algoritmusok:        Előbb jött-előbb fut A legrövidebb előnyben Prioritásos Körbenjárás Többsoros ütemezés Szimulációval: a számítógépes rendszer programozott modellje. Szoftver úton reprezentálják reprezentálják a fontosabb komponenseket: az órát, a rendszer állapotát, a B/K egységek munkáját, a munkákat és az ütemezőt. A szimuláció

folyamán az algoritmus teljesítményét kifejező statisztikák készülnek. Az adatokat általában véletlenszám generátorral állítják elő Az eloszlásokat nemcsak matematikailag, hanem empirikusan is meg lehet adni. A legjobb szimulációs adatanyag a valós rendszerek működésének részletes naplózásából nyerhető. A napló valóságon alapuló adatainak segítségével vizsgálandó algoritmusok tényleg reális alapon vethetők össze. A szimuláció igen megbízható, de nagyon költséges. Nemcsak komoly szoftverfejlesztést, hanem sok gépidőt is igényel Gyakorlati úton: teljesen megbízható eredmény tulajdonképpen csak a gyakorlattól várható. Meg kell írni az ütemező algoritmust megvalósító programot, és élesben kipróbálva elvégezni az értékelést. Az ilyen megközelítés természetesen igen költséges. Nemcsak a programozási munka, hanem a teljes számítógéprendszer folyamatos termelésből való kivonása az ár, hiszen a

felhasználóktól nem várható el, hogy egy állandóan változó operációs rendszerrel dolgozzanak. A programozók nemcsak új programokat írnak, hanem alkalmazkodnak is az ütemező sajátságaihoz. A várakozási idő a fordulási idő egyik komponense, amit a feladat a készenléti sorban tölt. Az ütemező algoritmusok a fordulási időt tulajdonképpen csak a várakozási időn keresztül befolyásolják. 14.1 Milyen egy mikroszámítógép felépítése és működése ?      14.2 M /20-22 Közvetlen elérésű tároló (a program és az adatok tárolására) Műveletvégrehajtó egység, A következő műveleteket kell minimálisan tudnia:  És (AND) művelet  Kizár- vagy (exclusive OR) művelet  Eltolás (SHIFT) művelet  Átvitel (MOVE) művelet Tárolóban elhelyezett program Vezérlő egység (CU = Control Unit) Aritmetikai –logikai műveletvégrehajtó egység (ALU = Arithmetic-Logic Unit) Mit nevezünk kommunikációs protokollnak

? ELAMV /174 Az adatátviteli szabályok összességét. 14.3 Melyek az utasításfeldolgozás lépései ?       M /117 Utasításelőkészítés, -lehívás (fetching) Utasításszámláló regiszter tartalmának növelése Műveleti kód értelmezése, dekódolása és az operandus címének meghatározása Művelethez szükséges adat(ok) előkészítése Végrehajtás (executing) Az eredmény elhelyezése 30 14.4 Milyen megoldással vezethető be a nullacímes utasításszerkezet ?    14.5 M /81 PC bevezetésével AC bevezetésével, vagy az eredmény a 2. operandus helyére kerül Veremtároló bevezetésével (SP, STACK) A gyorsító (cache)-tárak tartalmának karbantartási módszerei M /154,159 Az adatáramlás folyamatosságának biztosítására, pufferelési céllal, az egyes tárolási szintek közé kisebb kapacitású, a felhasználó számára láthatatlan, gyors működésű tárolók kerülnek. Ezeket a tárakat nevezik

cache-táraknak, gyorsító táraknak. A felhasználó számára nem érhető el Ha keresett adat a cache tárban található (cache-hit, read/write hit), akkor azt onnét veszi ki a processzor. Ha nincs a cache tárban a keresett adat, (cache-miss, read/write-miss esete), akkor az, a memóriából kiolvasva, egyúttal a cache-tárba is beírásra kerül. 14.6 Mi célt szolgál az átlapoló programozási technika kidolgozása ? M /172 A háttértárolón lévő programrészek központi tárba való betöltésére a programozó kedvelt módszere az ún. overlay technika (átlapolás), amelynél az újonnan betöltött programrész egy másik, már nem használt rész helyére kerül. Ennél a problémát az jelenti, hogy a programozónak kell gondoskodnia az adott rész megfelelő időpontbeli betöltéséről és elhelyezéséről. Habár ez utóbbi feladatot a fordító-szerkesztő programok már megoldják, az átlapolásos program futtatása igen körülményes. 15.1 Milyen

tárak vannak felépítés és funkció szerint ?    15.2 M /285 Hajlékonylemez (floppy): az adatok tárolására, a vékony műanyag hordozóra felvitt mágnesezhető réteg szolgál, amelyet papír, vagy műanyag tokban helyeznek el. Az adatok a lemez felületén koncentrikus körök, sávok mentén helyezkednek el. A lemezt a berendezés 300-360 f/p fordulatszámmal forgatja és az olvasófej a lemez felületéhez hozzáérve írja/olvassa a tárolt információt. A lemez csak íráskor olvasáskor forog. Mert különben az olvasófej rövid időn belül tönkremenne A lemez tartalma a felülírástól mechanikusan védhető. A különböző típusú lemezek kapacitása a fizikai mérettől, a sávsűrűségtől és a jelrögzítési jelsűrűségtől függ. Merevlemez (winchester): a 6-15 db mágnesezhető réteggel bevont könnyűfém lemezt, amely zárt védőburkolatban van elhelyezve, a meghajtó 3600 f/p sebességgel forgatja. Az állandó forgás miatt az

olvasófejek nem érnek hozzá a lemez felületéhez, hanem ún. repülő fejeket alkalmaznak, amelyek kialakítása olyan, hogy a lemez forgása következtében kialakuló légpárna hatására, a lemez felületétől néhány mikron távolságra kerülnek. Van beépített, cserélhető és hordozható Optikai lemezek: Az optikai lemezek (optical disk) elterjedése az utóbbi időben következett be, nem csak a hangrögzítés, de az adatrögzítés területén is. Valódi háttértárolókénti használatát még hátráltatja egyrészt az írható/olvasható változat kiforratlansága, másrészt a nagyobb elérési idő és kisebb adatátviteli sebesség, összehasonlítva a mágneslemezekkel. Az optikai lemez felületén az adatrögzítés a hanglemezéhez hasonlóan, spirális pálya mentén történik, amelyre lézersugár segítségével, a rögzítendő adatsornak megfelelően kicsiny lyukakat égetnek. Erről a lemezről készítik a nyomólemezt, illetve annak

segítségével az adatlemezt. A műanyag lemez felületére egy igen vékony fényvisszaverő fémréteg kerül, amelyet egy újabb, áttetsző műanyag réteggel védenek a sérülésektől. A törölhető, azaz írható/olvasható lemezek technológiája magneto-optikai elveket alkalmaz. A lemezek felülete egy vékony, speciális ritkafémmel készült, mágnesezhető réteggel van bevonva, amelyet lézerrel helyileg felmelegítenek és egyúttal mágneseznek is. A fém lehülte után a mágnesezettség megmarad, így az általa rögzített adatsor azután bármikor visszaolvasható. A lemezek kapacitása igen nagy, 550-650 Mbyte között van. Mikor nevezzük az összeköttetést fél-duplexnek (half-duplex) és mikor teljes duplexnek (full duplex) ? M /226 31 A két, modemen keresztül összekötött, berendezés egymással fél-duplex, illetve duplex üzemmódban tud kapcsolatot tartani. A fél-duplex üzemmódnál az adattovábbítás mindkét irányban lehetséges, de

egyidőben csak az egyik irányban; a teljes duplex üzemmódban egyidőben mindkét irányban lehet adatokat továbbítani. Az összeköttetéshez 2-, vagy 4-vezetékes rendszer szükséges A fél-duplex üzemmódhoz 2-, a duplexhez 4-vezetékes kapcsolat kell. 15.3 Mi a feladata a vezérlő egységnek ? M /21,57 CU = Control Unit. Az egység utasításregiszterébe (IR = Instruction Register) a program utasításait egyenként befogadja, értelmezi azok műveleti kódját és az abban foglaltaknak megfelelően vezérli az aritmetikai-logikai műveletvégző egységet; továbbá tartalmaz egy olyan tárolóhelyet, az utasításszámláló regisztert (PC = Program Counter), amelynek tartalma mindig a következő utasítás tárbeli helyét (címét) adja meg. A PC kezdőértékét, azaz a program kezdőcímét, kívülről kell megadni Feladata a program utasításai, vagy külső kérések (periféria megszakítási kérelme, sín igénybevételi kérése) alapján, vezérlő jelek

segítségével a gép részeinek irányítása. Ez egyrészt az aritmetikai egység műveleteinek irányítását, valamint az egyes adatútvonalak nyitását/zárását (kapuzását), másrészt a külső egységek, a memória, az I/O eszközök vezérlését jelenti. Az utasítások végrehajtása legtöbbször mikroprogram alapján történik 15.4 Milyen címzési módokat használnak ?     15.5 OR /10 Egyenes címzés: a címek közvetlenül a tárolóhelyre hivatkoznak. Indirekt címzés: a cím tartalma egy újabb cím, ahol az operandus van. Bázisregiszteres: hogy ne kelljen az utasításokban a teljes címtartománynak helyet biztosítani. Tulajdonképpen egy speciális indexregiszter. Eltolásból és offsetből tevődik össze Virtuális címzés: a felhasználó által látott, jóformán korlátlan méretű tárolónak csak egy kis része létezik a rendszerben operatív tárként, nagyobbik része valamilyen háttértárolón (általában) mágneslemezen

van. Lehet lapozásos, szegmentálásos és lapozásos és szegmentálásos Tárolókezelés lényege (tárhierarchia, tárkezelés szerepe, memória típusok). Regiszterek, regisztertárak /32,36,58,153,155 M Az adatok kellő időben és idő alatt való elérésének és elhelyezésének strukturális eszköze a tárhierarchia. A különböző tárolókezelési eljárások, a növekvő tárigény mellett, a processzor köré kiépített tárhierarchia hatékony kezelését vannak hivatva megoldani. Tárkezelés szerepe: mivel a memória a processzor után a második legfontosabb erőforrás, ezért kezelésének kiemelt fontossága van. A tárkezelés fajtái:         Abszolút címzés Áthelyezhető címzés Partícionált rendszerek  Rögzített partíció  Változó partíció Tömörítés Lapozás és szegmentálás Virtuális tár Lapozás Tárvédelem Memória típusok:   RAM (= Random Access Memory): írható-olvasható tároló

(regiszter, cache tár, főtár) DRAM: dinamikus RAM alacsony teljesítményigényű, de tartalmát rövid időn belül elveszti, ezért annak tartalmát ciklikusan fel kell frissíteni 32     SRAM: statikus RAM nem igényli az állandó adatújítást és magasabb működési sebességű, egyszerűbb időzítési megoldásokat igényel ROM (= Read Only Memory): csak olvasható tároló, tartalmát a felhasználó közvetlenül nem tudja módosítani. Csak a gyártás során tölthető fel PROM: Programmable ROM: programozható tár. EPROM: Erasable Programmable ROM: ultraibolya fénnyel, vagy elektronikusan törölhető, majd újraprogramozható tár. A processzorhoz legközelebb a regiszterek vannak, amelyek viszonylag kevés (max. néhány 100 byte) adat befogadására alkalmasak. Ugyanakkor az elérési idejük a legkisebb (10-30 nsec) A mai processzorokban és különösen a RISC processzorokban, általában több tucat általános célú regiszter található,

amelyek az ún. regisztertárat alkotják 15.6 Mi az erőforráskezelő feladata ? Milyen stratégiák alkalmazhatók ? OR /131 Az erőforráskezelő feladata:         Központi egység kezelése Tárkezelés  Fix és változó partíciók használata  Szemafor, zár Csatornák kezelése Virtuális címzés (memória és háttértár) Perifériák kezelése Programok kezelése Adatok kezelése Holtponthelyzet kivédése Stratégiák:     16.1 Gazdaságosság: amit a gép használata közvetlenül vagy közvetve hajt, a költségfüggvény értékének minimalizálása. Minél teljesebb kihasználtság, válaszkészség  Az átlagos átfutási idő minimalizálása  A lassú válaszok számának minimalizálása  A hardverkihasználtság maximalizálása  Maximális kihasználtság adott válaszidőkorlát esetén  Relatív prioritás  Kezdési határidő  Befejezési határidő  Központi egység-igényesség 

B/K igényesség  Tárigény Erőforrás lefoglalás Holtpont megelőzés Holtpont felismerés, kezelés Mit kell tartalmaznia a memóriacímnek ? Egy közvetlen fizikai, vagy virtuális tárcímet. 16.2 Milyen eljárások vannak hamis adatjelek megállapítására ? M /227,228 33 A modemnél, aszinkron átvitelnél a paritásbittel, szinkron átvitelnél az ellenőrző összeggel ellenőrzik az adatokat. 16.3 Mi a feladata a műveletvégző egységnek ? M /21 Az aritmetikai és logikai egység (ALU = Arithmetic-Logic Unit), vagy más néven műveletvégző egység, amely a műveletvégzéshez az operandusok egyikének és az eredménynek az időleges tárolásához az akkumulátor regisztert (AC = Accumulator Register) használja fel; a művelethez szükséges másik operandus tárbeli címét a műveletet előíró utasítás jelöli ki. 16.4 Milyen címzési mód az abszolút címzés ? OR /155 Az egyszerű, egyfelhasználós számítógéprendszereknél a tárat

két részre osztották. Az egyiket a felhasználó kapta, a másikat az operációs rendszer rezidens része (ami lényegében egy betöltő programból állt) használta. A programok és a tárcímek közötti kapcsolatot már a program írásakor rögzítették, azaz a program csak a tár egy bizonyos területén volt működőképes. Az utasítások közvetlenül címezhették az egész tárat. Az operációs rendszer védelmére egy határregiszter szolgált Amely az operációs rendszer által elfoglalt legnagyobb, vagy legkisebb címet tartalmazta aszerint, hogy az a tár alsó, vagy felső területén helyezkedett el. Privilegizált módban az operációs rendszer a teljes tárhoz hozzáfért A felhasználó programjaiban minden utasításban ellenőrizni kellett a címeket, hogy nem sértik-e az operáció rendszer területét. 16.5 A teljesítőképesség növelése az utasítások és a műveletek végrehajtásának párhuzamosításával (pipelining, memória- és

elágazási utasítások, adatütközések kezelése). RISC processzorok jellemzői M /133, ELAMV /237 Pipelining: A RISC és a CISC processzorok teljesítőképességét is alapvetően befolyásolja a folyamatok párhuzamosítása. A nagyfokú párhuzamosítás a processzorokra általánosan jellemző A feldolgozási folyamatok a programok utasításainak végrehajtását, a benne előírt műveletek elvégzését jelentik. A folyamatok párhuzamosítási lehetősége ezek részfázisokra való bontahatóságából adódik. A folyamatot olyan lépésekre kell bontani, amelyek mindegyike önálló részt képez, más és más erőforráshoz kapcsolódik. Így amint felszabadul valamelyik erőforrás, azt a másik folyamat hasonló feladatot elvégző fázisa igénybe veheti. Az egyik fázis eredménye a következő fázis induló adatát képezi Ez az átlapolódó megoldás azt eredményezi, hogy egy-egy feldolgozási folyamat végrehajtási időtartama ugyan nem változik, de

ugyanannyi idő alatt lényegesen több folyamat fejezhető be. Ezt az átlapolt feldolgozási módszert nevezik pipelining (adatcsatornás, futószalag) feldolgozásnak. Kétféle módon történhet:   Aszinkron ütemezéssel: az egymást követő fokozatok jelzik egymásnak elemi feldolgozási lépésük elkészültét. A feldolgozás folyamatos Szinkron ütemezéssel: az egyes fokozatok azonos időben kezdik feldolgozási lépéseiket, a feldolgozási folyamat ütemezését mindig a legtöbb időt igénybe vevő egység szabja meg. A folyamat szinkronizálásában a legnagyobb problémát az jelenti, hogy az egyes szakaszok időszükséglete igen nagy mértékben eltérhet egymástól. Ez különösen a CISC processzoroknál gond, a RISC processzoroknál az utasítások egyenlő hosszúságúak. Van multifunkcionális, egyfunkciós és lineáris pipeline. Memóriareferencia utasítások: A mikroszámítógépek alapfelépítése nagyon korlátozott adattárolási kapacitást

biztosít a központi egység regisztereiben és viszonylag óriási adattárolási kapacitást a külső memóriában. 34 LOAD betöltés ----------------------------STORE tárolás Másodlagos memóriareferencia utasítások: MNEM ADDR ----------------------------XRB ADDR ----------------------------ABA DC1 ----------------------------ABA /ABB Adj össze binárisan! ADA /ADB Adj össze decimálisan! DSA /DSB Vonj ki decimálisan! ANA /ANB Végezz ÉS – AND logikai műveletet! ORA /ORB Végezz VAGY – OR logikai műveletet! XRA /XRB Végezz VAGY – XOR logikai műveletet! CMA/CMB Hasonlítsd össze! Feltételes elágazás-utasítások: (LIM A0.LENGHT LIM DC0.BUFA LIM DC1.BUFA LOOP LNA DC0 SNA DC1 AIB H’FF’) -----------------------------OP LABEL Feltétel, címke Elágaztatás kisebbnél, nagyobbnál vagy egyenlőnél: COMPARE -----------------------------SET Feltételes ugrás szubrutinba: LOOP Adatütközések: szemaforok A zárakat Dijsktra szemaforok alkalmazásával

oldotta meg, amelyekre két műveletet vezetett be. A P és a V műveletet. Legegyszerűbben bináris változóként valósítható meg A neve legyen S 1:szabad:zöld 0:tilos:piros. Amikor egy program egy szemaforral védett erőforráshoz akar hozzáférni, akkor egy P(S) művelettel átállítja tilosra, jelezve, hogy foglalt. A zárat V(S) művelettel lehet nyitni, jelezve, hogy már szabad. A zárral védett erőforrásokat csak a kritikus szakaszon illik zárva tartani, mert különben túl sok felesleges várakozás léphet fel. A RISC processzorok jellemzői: Általában 3 címes utasításokkal dolgoznak. RISC=Reduced Instruction Set Computers= csökkentett utasításkészlettel rendelkező számítógép. Az egyszerűbb utasításkészlet gyorsabb dekódolást tesz lehetővé, ami nagysebességű utasításvégrehajtást 35 eredményez. A csökkentett utasításkészletet úgy határozzák meg, hogy lehetőleg minden utasítás egyforma hosszúságú legyen és egyetlen

gépi utasításciklus alatt végrehajtódjon. Bonyolultabb utasításokat csak akkor engednek meg, ha azok használata nagyon jelentős előnnyel jár. A RISC processzorok gyakorlati megvalósítását a fordítóprogramok fejlődése is segítette, amelyek már a mikroprogram szintjén is hasonló minőségű programot voltak képesek előállítani, mint amilyeneket egy jó programozó tud elkészíteni. A gyorsítást a következő fejlesztések segítették elő:       A lehető legegyszerűbb hardver kialakítása A ritkán igénybevett utasítások elhagyása, utasítások egyszerűsítése A kapcsolódó utasítások optimális kialakítása A VLSI technika miatt hely szabadul fel a cache és a regiszterek számára Si helyett GaAs lapkák használata (nagyobb sebesség) Optimalizáló fordítók Leglényegesebb jellemzői:          16.6 Kis számú utasítás (<128), a címzési módok szűkített használata. Az utasítások

rögzített hosszúságúak. Közvetlen memóriahasználat LOAD vagy STORE utasítással. Nincs mikroprogram. Egy utasítás végrehajtása egy ciklus alatt. Az utasítások átlapolt feldolgozása. Nagy regisztertárak. Igen bonyolult fordítóprogram. A processzor és a gép struktúrájának gyorsítást segítő kialakítása. Folytonos kiosztás esetén milyen elhelyezési stratégiák alkalmazhatók ? Lapozási stratégiák (lapcsere algoritmusok):   17.1 FIFO: (First-In-First-Out) előbb be-előbb ki Belady féle anomália léphet fel. Bizonyos helyzetekben a keretek számának növelésével nem csökken, hanem növekszik a laphibák aránya. OPT: optimális csere algoritmus, azt a lapot kell lecserélni, amelyet a folyamat a leghosszabb ideig nem igényel. Azonban ismerni kell előre a címhivatkozások sorozatát, ezért az algoritmust csak összehasonlító értékelésre használják. Hogyan ábrázoljuk a számokat a tárban ? M /62 Az adattárolási módszerek

többé kevésbé azonosak az egyes gyártók esetében. A két fő célkitűzés:   A tárolás lehetőleg hatékony megoldása Numerikus adatok esetében, a műveletvégzés legegyszerűbb és leggyorsabb módú megvalósítása Számok tárolási módjai:  Fixpontos Fixvesszős írásmódnak is nevezzük. Balra találhatók az egészrész számjegyei, jobbra a törtrész számjegyei. A kisebb, kevesebb számjegyből álló számok írásakor alkalmazzuk  Lebegőpontos 36 A lebegőpontos, vagy hatványkitevős írásmódot a matematikai, tudományos és műszaki gyakorlatban használják. Elsősorban a nagy és kis számok leírására Három részből tevődik össze:    17.2 Mantissza: egy tetszőleges fixpontos írásmódú szám. Karakterisztika: a hatványkitevő, amely önmagában egy fixpontos egész szám. A számrendszer alapszáma, radixa. Normalizált alakban van megadva a szám, ezért pontossága véges nagyon nagy és nagyon kis

számoknál. (tárolt számok pontossága, tárolható számok tartománya) Mi jellemzi az aszinkron soros átvitelt ? (START, STOP bitek) M /227 A karakterek ütemezés nélkül követik egymást. Minden karakter     1 7 1 1-2 start bitből adat bitből paritás bitből stop bitből, összesen 10-11 bitből tevődik össsze A start/stop bitek miatt a jelsorozat eléggé redundáns, tehát információtartalom szempontjából felesleges jeleket is tartalmaz, ugyanakkor a vevő oldalon nincs szinkronizálva a vétel és emiatt nagyobb sebességű (>9600 bit/sec) átvitel nem biztonságos. A használt átviteli sebességek: 110,300,1200,2400,9600,19200 [bit/s] 17.3 Mi a feladata a tárolóknak ? M /285 A mikroszámítógép melletti, központi egységen kívüli tárolóeszközök a nagyobb mennyiségű adat, hosszabb program aktuálisan nem szükséges részeinek tárolására szolgálnak, illetve a gépek közötti adatcsere eszközeként, adathordozójaként

(floppy) használatosak. Ez utóbbi formájában, mint bemeneti/kimeneti adathordozó alkalmazott. 17.4 Milyen címzési mód a relatív címzés ? OR /155 A relatív címzés a legegyszerűbb áthelyezhető címzés. Ennek lényege, hogy a fordítóprogram például 0-tól kezdődő relatív címet állít elő, a végleges címek kialakítását pedig a tárgyprogram betöltéséig késleltetjük. Ekkor a betöltő egy alkalmas érték hozzáadásával kialakítja az abszolút címeket. Előnye, hogy ha változik a határcím, a programot elegendő csak újratölteni, fordítani nem kell. 17.5 A műveleti vezérlés módjai, szintjei; a mikroprogramozott műveleti vezérlés (vezérlés módjai, vezérlési struktúrák, CISC/RISC műveleti vezérlés különbözősége). M /123 A műveleti vezérlés megoldási módjai: Kétféle vezérlési struktúrában oldható meg, amelyek között az átmenet minden szintje megtalálható:   Horizontális Vertikális A struktúrák

közötti különbség az utasításfeldolgozás egyes elemi lépéseinek lehetséges párhuzamosítási fokában mérhető. A következő három szakasz párhuzamosságát lehet vizsgálni: 37    Tárolóhoz fordulás Műveleti jelrész kiértékelése Művelet végrehajtás Mikroutasítások szerkezete: Felépítésük némileg eltér a gépi kódú utasításokétól, de alapjaiban hasonló ahhoz. Az utasítások szerkezete függ a kialakított vezérlési struktúrától, azonban tartalmilag két részből áll általánosan:   Következő mikroutasítás címe (nem mindegyiknél) Vezérlési mező A horizontális mikroutasításban a vezérlési mező minden bitje önálló funkciót tölt be, egy-egy vezérlési pont engedélyezésére/tiltására, vagy állapotjelző beállítására/törlésére szolgál. Sok esetben azonban nem elegendő a vezérlési mező hossza minden vezérlési pont elérésére, ezért alkalmazzák az ún. kódolt (packed)

mezőket. A mikroutasítások másik formája a vertikális vezérlési struktúrához tartozó utasításformátum Ennél az utasításszerkezetnél az utasítás műveleti előírást és operandusra utaló címrészt tartalmaz. Az utasításszerkezetet befolyásolja az alkalmazott tárolási forma is. Gyakran alkalmazzák a kétszintű tárolási módot a felhasznált memóriaterület csökkentése érdekében. Előnye, hogyha több mikroutasítás is ugyanazt a vezérlési jelsorozatot használja, akkor azt elegendő csak egy példányban tárolni a nanotárolóban és mindegyik utasítás ugyanerre a helyre hivatkozhat. A műveleti vezérlés szintjei: Az előző részben említett két mikroprogramozási struktúra között számtalan átmenet létezik. A maximálisan párhuzamos feldolgozástól a teljesen soros feldolgozásig.    Huzalozott műveleti vezérlés Horizontális mikroprogramozás Vertikális mikroprogramozás A részfeladatok lehetséges maximális

párhuzamosítását valósítjuk meg, megfelelő strukturális megoldással. Az utasításelőkészítés és az adatelőkészítés párhuzamos végrehajtását a külön program- és adattároló teszi lehetővé. Evvel egyidejűleg történik a műveleti jelrész dekódolása és a vezérlési pontok engedélyezése, vagy tiltása. Ez utóbbinak megvalósítása a műveleti jelrész dekódoló, amelynek a működése ebben a formában felfogható egy olyan mikroutasítás végrehajtásának, amely csak vezérlőbiteket tartalmaz. A gépi utasítás végrehajtása egy ciklusban történik. Az utasítások végrehajtása, ezen keresztül a gép vezérlése, legtöbbször mikroprogram alapján történik; azaz minden egyes utasítás műveleti kódja egy kis kapacitású ROM tárban, a mikroprogramtárban elhelyezkedő programot indít el, amelyeknek minden lépése a vezérlő jeleknek egy sorát eredményezi. A RISC processzorok maximálisan párhuzamosak, a CISC processzorok

teljesen soros feldolgozásúak. 17.6 Milyen fájl megnyitási módszert ismer ? 38 Pascalban a következők vannak: Típus nélküli fájloknál: RESET(F,M) REWRITE(F,M) Típusos fájloknál: RESET(F) REWRITE(F) Szövegfájloknál: APPEND(F) RESET(F) REWRITE(F) 18.1 Milyen kódokat ismer ? Amikor a tárolt adatokkal nem kívánnak aritmetikai műveleteket végezni akkor alfanumerikus adatokat használnak. Elterjedt ábrázolási formái az ASCII (American Standard Code for Information Interchange) és az EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code). Az ASCII kód 7 bites (128 elemű) kódja megegyezik az ISO (International Organization for Standardization) 7 bites kódjával, pontosabban az ASCII kód az ISO-7 kódnak egyik nemzeti változata. Az ISO rendszerben néhány karakter cserélhető az egyes nemzeti abc-k egyedi karaktereinek megfelelően. Általában 8 bites formában használják kiegészítve a kódot egy, a hibafelfedést elősegítő ellenőrző bittel

a paritás bittel. A mikroszámítógépek többsége az ASCII kód 8 bites kibővített (256 elemű, paritás bit nélküli) változatát alkalmazza, amely különböző nemzeti karakterek mellett, néhány grafikus és matematikai karaktert is tartalmaz. Az alfanumerikus kódrendszerek (EBCDIC, ASCII) használatakor, a számjegyek esetében többnyire kétféle tárolási lehetőséget biztosítanak a gépek. Laza tárolási formánál a számjegyeket 8 bites kódok sorozatával tárolják és a szám előjelét a legalacsonyabb helyiértékhez tartozó byte felső 4 bitjében (zónarész) helyezik el. 18.2 Mi a szinkron soros adatátvitel egyik legfontosabb jellemzője ? M /227 Az egymást követő jelek ütemezetten, szinkronizáltan követik egymást. Az adatok átvitele blokkos formában történik, amelyet kiegészítenek még szinkronizáló bitekkel is. Ezt a formát nevezik ’frame’-nek, keretnek. Az átvitel történhet karakter orientált és bit orientált

protokollal 18.3 Mi a feladata a beviteli/kihozatali egységnek ? ELAMV /132 Adatátvitel (transzfer) a mikroszámítógép és a hozzá csatlakoztatott perifériális egységek között. A mikroszámítógép központi része és a hozzá csatlakozó egységek közötti információátvitel céljából biztosítani kell az egyes egységek illesztését és a rendszer összehangolt működését. Ezért a mikroszámítógép a bemeneti és a kimeneti készülékekhez, valamint az érzékelőkhöz vezérlő és illesztő – interfész – áramkörökön keresztül csatlakozik. Az interfész két funkcionális egység összekapcsolhatóságát együttműködését biztosító előírások összessége. Ezen előírások kiterjednek többek között – hardver esetén – a fizikai-mechanikai jellemzőkre (pl. csatlakozók), a definiált jelekre, azok elektromos jellemzőire, az egyes funkciókat realizáló jelfrekvenciákra, valamint – szoftvernél is – a definiált műveletek

(pl. kapcsolatfelvétel, adatátvitel, szétkapcsolódás) megvalósítására. Az interfész két rendszer, vagy agy rendszer egyes egységei közötti képzelt felületnek az a része, amelyen keresztül az információ átvitele az igényelt illesztés biztosításával (kódátalakítás, sebességváltoztatás stb.) történik 18.4 Milyen címzési mód az indirekt címzés ? OR /10 39 Indexeléssel is kombinálható. A cím tartalma egy újabb cím, ahol az operandus van Sok lehetőséget foglal magában. Van többszörös indirekciót megengedő központi egység is 18.5 Utasításvégrehajtás lépései, az utasításfeldolgozás soros és párhuzamos elvű megoldása, a műveleti vezérlés alapproblémája, lehetséges módjai. M /117 Egy-egy utasítás feldolgozása az utasítás előkeresését, értelmezését és az előírt feladat végrehajtását jelenti. Egy utasítás feldolgozása az alábbi részekből tevődik össze:      

Utasításelőkészítés, -lehívás Utasításszámláló regiszter tartalmának növelése Műveleti kód értelmezése, dekódolása és az operandus címének meghatározása Művelethez szükséges adat(ok) előkészítése Végrehajtás Az eredmény elhelyezése Az utasításfeldolgozás soros megoldása: Amennyiben nincs külön program- és adattároló (Neumann-elvű számítógép), akkor ugyanabból a tárolóból kell előkeresni az utasítást és az adatokat is. Ez csak egymást követően, sorosan történhet meg Az utasításfeldolgozás párhuzamos megoldása: Az utasítás előkészítése, az adatok előkészítése és a műveletek végrehajtása gyakorlatilag párhuzamosan történik, azt lehet mondani, hogy egy utasításfeldolgozási ciklusban történik az utasítás teljes feldolgozása. A műveleti vezérlés alapproblémája: Egy-egy utasítás elemi lépéseinek vezérlése a gép igen sok pontjának egyidejű, vagy valamilyen sorrendben vezérelt

működtetését jelenti. A kapcsolási (vezérlési pontok) azok a pontok, amelyek megfelelő vezérlésével, az utasítás műveleti jelrésze által előírt feladat elvégezhetővé válik. Az elemi műveletek vezérlésére kétféle lehetőség van:   Huzalozott (hardver) módon Mikroprogramozott (szoftver) módon A mikroprogramozott műveletvezérlés estében a felhasználónak elvileg lehetősége van a beavatkozásra a gép működését tekintve, azonban ennek igen nagyok a veszélyei is. A műveleti vezérlés megoldási módjai: Kétféle vezérlési struktúrában oldható meg, amelyek között az átmenet minden szintje megtalálható:   Horizontális Vertikális A struktúrák közötti különbség az utasításfeldolgozás egyes elemi lépéseinek lehetséges párhuzamosítási fokában mérhető. A következő három szakasz párhuzamosságát lehet vizsgálni:    . Tárolóhoz fordulás Műveleti jelrész kiértékelése Művelet

végrehajtás 40 18.6 Mit nevezünk egy program környezetének, milyen részekből áll ? Az IDE futtatási felületet. Részei:        19.1 Szövegszerkesztő Fordító program Szerkesztő program Változók értékének megjelenítése Nyomkövetés Rendszer opciók Help Mit nevezünk paritás bitnek és mi a funkciója ? M /227 A paritás bit a soros aszinkron átvitelnél az adatok helyességének az ellenőrzésére szolgál. 19.2 Melyek a szabványos MODEM vezérlőjelek ? M /228 A párhuzamos csatlakozási felület szabványa a CENTRONICS szabvány, amely egy-, vagy kétirányú adatátvitelt is lehetővé tesz. A mikroszámítógépek környezetében használt szabványosított soros csatlakozási felületek az Electronic Industries Association (USA) által kidolgozott:   19.3 RS 232C (20 vezetékes), és az RS 449 (30 vezetékes) szabvány (Ehhez kapcsolódik az RS 422A (2 Mbit/s) és az RS 423A (140Kbit/s) szabvány) Mi a feladata

a sínrendszernek ? M /60,201 Hogy a gépen belül összekösse az egyes egységeket, valamint hogy külső perifériákat lehessen a gépre rákötni. A mikroszámítógép sínrendszere (bus system) a gép funkcionális egységeit kapcsolja össze egy szabványosított vezetékrendszerrel. A vezetékek száma és funkciója meghatározott és ez a gyártók által elfogadott, így a gép sínrenszeréhez könnyen csatlakoztatható bármilyen gyártótól származó részegység. Háromféle sín van és mindegyiknek van sín szélessége:    Adatsín: adatok továbbítására (16-32 bites) Címsín: cím továbbításra (szélessége meghatározza a memória címezhető tartományát) Vezérlősín: vezérlő jeleket küld a gép különböző egységei számára. Egy több tucat vezetékből álló vezetékrendszer. Összeköti a gép különböző részeit szabályozott, egységes módon. A gép különböző egységei egymás számára csak ezen keresztül

továbbíthatnak adatokat vezérlő jeleket.    Meg kell oldani az eszközök kijelölését. Meg kell határozni az adatátvitel irányát. Az eszközök működésének összehangolása, szinkronizálása. 41 Előnye a szabványosított jelhasználat és vezetékkiosztás. Emiatt könnyen cserélhetők és csatlakoztathatók az eszközök illetve azok vezérlő kártyái. Az így felépített gépek karbantartása könnyebbé válik, mivel a hibás részek egyszerűbben behatárolhatók. Struktúra:   Belső sínrendszer: a processzoron belüli sínrendszer. Kialakítását az elérni kívánt teljesítmény határozza meg. Nagyobb teljesítményű processzoroknál 3-sínes rendszer van A címsín mellett külön adatsín van írásra és olvasásra. Ezzel megoldható a közel egyidejű írás és olvasás Egyszerűbb megoldás a 2-sínes rendszer (adat- és címsín). Közös adat és címsínt csak a nagyon egyszerű processzoroknál alkalmaznak. Külső

sínrendszer: a processzor és más eszközök között. Az összekapcsolt területek alapján lehet:    Helyi sín (local bus) a processzorhoz közvetlenül kapcsolódó rész (pl.: társprocesszor) Rendszersín (system bus) a processzort köti össze a gép egyéb részeivel (I/O eszközök) Memóriasín (memory bus) nagyobb rendszernél leválasztják a rendszersínről a memória területét A vezérlőjelek fajtái:     Adatátvitelt vezérlő jel Megszakítást vezérlő jel Sínvezérlő jel Egyéb jel A sínvezérlő egység feladatai (a helyi sínt választja el a rendszersíntől):    A megfelelő nagyságú jeleket biztosítja. Elválasztja a sínrészeket egymástól. A sínt vezérlő jeleket szolgáltatja. A sín használói: (master, slave) a sínt egyidőben csak egy eszközpár használhatja. Használatát valamelyik eszköz kezdeményezi, amelyet aktív eszköznek (master) neveznek, szemben a kapcsolatban résztvevő másik,

passzív (slave), amely csak fogadja és végrehajtja az aktív eszköztől származó vezérléseket. A vezérlő eszköz a processzor, vagy valamelyik DMA-s I/O egység lehet. A sín használatát eredményező folyamatot a passzív eszköz jelzése alapján (megszakítási kérelem) az aktív eszköz, például a processzor kezdeményezi valamilyen feladat elvégzésére. Az igény kétféle módon értékelhető ki:   Minden passzív eszköz önálló megszakítási lehetőséggel rendelkezik. A processzor ez alapján el tudja dönteni, hogy melyik eszköz küldte a jelzést és el tudja indítani a sín lefoglalás iránti kérelmét. Nem vektoros sínfoglalás. A passzív eszköz saját megszakítást értékelő logikával rendelkezik, amelynek eredményeként, jelzésére a processzor egy elfogadási jelzést küld ki, valamint a slave azonosítóját. Ezt vektoros sínfoglalásnak nevezik. Sínprotokoll: a sínrendszer általános kapcsolatteremtő funkciója

következtében, meg kell felelnie valamilyen elfogadott előírás rendszernek, amely megszabja fizikai, mechanikai és elektromos jellemzőit, a rákapcsolódó eszközökre előírt követelményeket. Az általános használat érdekében szabványosított megoldások alakultak ki. Ezt a szabályrendszert nevezzük sínprotokollnak Megszabja a működési szabályokat. Sínvezérlés: 42 Minden síntevékenységhez meghatározott időtartam, ütemszám szükséges. Azt az időtartamot (ütemszámot), amely egy adatátviteli folyamat lefutásához kell, sínciklusnak nevezzük. Az eszközöknek összehangolt módon kell működniük. Az átvitel megadásához meg kel határozni a kiválasztott eszközt, az átvitel irányát, a kijelölt eszközt fel kell szólítani az átvitel fogadására. Ezt a cím sínre helyezést jelző jel teszi meg, amelynek elfogadását, az eszköz készenlétét a READY jellel jelzzük. A memóriaoldal mindaddig várakozik, amíg az átvitelre

felszólító jelet (ALERT) nem észleli. A processzor oldala viszont ezek után arra vár, hogy a művelet befejeztéről a kész (READY) jelzést megkapja. A kérés-visszaigazolás előbbiekben ismertetett változata, az eszközök kapcsolatainak kezelésében igen általánosan elterjedt megoldás a hand-shaking “kézfogás”-os technika. A processzor-oldal és a memóriaoldal folyamata a kérés-visszaigazolás (ALERT-READY jelpár) után megszaladhat, azaz egymással nem összehangoltan, szinkronizálatlanul futhat tovább. Ennek megoldására az aszinkron vezérlésnél egy második hand-shaking kapcsolatot vezetnek be, míg a szinkron megoldásnál a kész jelzés időbeli, megfelelő eltolását alkalmazzák. A sínvezérlés módja lehet:  Szinkron: saját órajellel (ütemezéssel rendelkeznek). Az ütemek szabják meg a sínen zajló folyamatok időbeni lefutását. A sínre kapcsolt, az átvitelben résztvevő eszközök azonos ütemezés alapján dolgoznak. Az

ütemezés történhet a vezérlőjelek azonos (pl felfutó) élével, de lehetséges a jelek ellenkező (felfutó-lefutó) élével is vezérelni az egyes folyamatokat. A sín ütemezése a processzor órajelével, vagy annak valamilyen osztott értékével történik. A szinkron adatátviteli kapcsolat egyszerűbb működést eredményez, de tervezése sokkal hosszadalmasabb, mivel az egyes fázisok időtartamát szigorúan össze kell hangolni. A számítógép működésében általában szinkronizált folyamatokat építenek ki.  Aszinkron: a két összekapcsolt eszköz működtetése nem azonos ütemezéssel történik, de ugyanakkor az összekapcsolt eszközök saját ütemezéssel rendelkezhetnek. A párhuzamos folyamatok és műveletek lefutását, összehangolását, az egymást követő elemi lépések befejezése szabályozza. A párhuzamos folyamatok összehangolatlanságát a második kérés-visszaigazolás bevezetése szünteti meg, a saját ütemezésen túl. Ezt

a kettős kérés visszaigazolást nevezik full hand-shaking-nek Bonyolultabb megoldást igényel, de különböző típusú eszközök összekapcsolása esetén jobb megoldást ad, mint a szinkron vezérlési változat. Sínfoglalás (bus arbitration): az adatátvitelek lebonyolításához egyidőben több aktív eszköz (master) is igényelheti a sín használatát. Ilyenkor valamilyen eljárással el kell dönteni, hogy melyik eszköz kapja meg először a sínhasználat jogát. Ezt a folyamatot nevezik sínfoglalásnak (sín arbitráció) A sín használati igény kiszolgálása lehet: A jogosultság megállapítás mindkét esetben történhet centralizált és decentralizált módon.   19.4 Soros (daisy chain)  Soros sínhasználat engedélyezés  Soros sínkérelem engedélyezés  Soros engedélyezés Párhuzamos  Egyszerű körbejáró  Elfogadástól függő körbejáró  Véletlenszerű (random)  Egyenlő (equal) prioritás alkalmazása 

Legkevésbé használt eszköz Milyen címzési mód a közvetlen adatcímzés ? OR /10 43 Egyenes címzés, a címek közvetlenül a tárolóhelyre hivatkoznak. 19.5 Logikai alapműveletek, -törvények, kapcsolat az aritmetikai egységgel. M /102,110 Logikai műveletek :      nem (not) művelet.Egyoperanduszú művelet,ami a tárolóhelyek tartalmát az ellenkezőjére állítja. vagy (or) művelet.Két tárolóhely tartalmának az egyesítésére használják és (and) művelet.Segítségével ki lehet jelölni egy tárolóhely tartalmának tetszőleges részét ekvivalencia,antivalencia művelet.A tárolóhelyek összehasonlításakor a feldolgozásokban van fontos szerepe nem vagy (nor),nem és (nand) művelet.A gép tervezésekor és az áramkörök leírásakor játszik nagy szerepet. Aritmetikai egység : A mikroprocesszorok aritmetikai logikai egysége (ALU = Aritmetic Logical Unit) a műveletvégzés eszköze. Részegységei :    

összeadó egység.Két operandusz összeadására szolgál léptető áramkörök.Műveletvégzés során a regiszterek tartal mát jobbra vagy balra léptetik logikai áramkörök.A logikai műveletekben játszanak szerepet regiszterek.Az adatok ideiglenes tárolására szolgálnak Az aritmetikai műveletek végzésekor az eredménytől függően az állapotregiszter egyes jelzőbitjeit a processzor beállítja. Jelzőbitjei :  átvitel.Ha az eredmény legmagsabb helyiértékén átvitel keletkezik,akkor 1-es értéket vesz fel  nulla.Ha az eredmény nulla értékű,akkor 1-es értéket vesz fel.  előjel.Ha az eredmény negatív,akkor az értéke 1-es lesz  túlcsordulás.Ha az eredmény nagyobb mint a tárolható legnagyobb érték,akkor értéke 1-es lesz 19.6 Mi a partícionálás ? Hasonlítsa össze a rögzített és rugalmas partíciók módszerét ! OR /156 A tárkezelés a multiprogramozás miatt a tár több felhasználó közötti megosztásának irányába

fejlődött tovább. Az első gyakorlati megoldást az ún swapping (helycsere) jelentette, amely először egy rezidens operációs rendszerrel és határregiszterrel felszerelt hardveren működött időosztásos alapon. A swapping lényege, hogy a felhasználói részt mindig egy felhasználó uralja, a többiek teljes tárterülete a háttértáron várakozik. Felhasználócserénél a rendszer kimásolja a régi, és behozza az új felhasználó “tárképét” Hatékonyabban működött, ha csak a ténylegesen lefoglalt területeket cserélgette. Ekkor alakultak ki a rendszerhívások. Hatásfokát tovább lehetett növelni azzal, hogy az egyik folyamat beolvasását átfedjük a másik folyamat végrehajtásával. Két pufferterület segítségével egy programterület végrehajtása közben az előző programot kivisszük, a következő programot pedig behozzuk a megfelelő pufferbe. Hátránya, hogy a csere csak passzív folyamatokkal hajtható végre. A megoldás a B/K

tevékenység megszorítása: vagy 44 megtiltjuk a swappingot a teljes B/K művelet alatt, vagy a B/K műveletet csak az operációs rendszer puffereivel lehet végezni. Többpartíciós rendszerekben a tár szabad területét több részre (partícióra) osztják és minden partícióban egy-egy felhasználó programja tartózkodhat végrehajtásra várakozva. A multiprogramozás fokát a partíciók száma szabja meg. Kétféle módon oldható meg: statikusan és dinamikusan. A statikus megoldásban rögzített méretű partíciók szerepelnek, a másik megoldásnál változó méretű partíciók. Rögzített partíciók (MFT): A felosztás során a különböző méretű munkák számára kis, közepes és nagy partíciókat rögzítenek. Az ütemező nyilvántartásba veszi minden munka tárigényét. Ha egy soron következő munka számára szabaddá válik egy méretben megfelelő partíció, a program betöltődik. Az egyik megoldás, hogy mindegyik partícióhoz külön

sort szervezünk. A másik megoldás egyetlen sort használ és abból próbálja optimálisan feltölteni a rendelkezésre álló partíciókat, ami szintén többféle algoritmussal mehet végbe. Az MFT algoritmust swappinggal együtt is szokták alkalmazni, ami sok azonos méretű munka esetén lehet előnyös, mert az egy partícióra várakozó munkák közül adott idő alatt több is szóhoz juthat. (Ezt “roll-in/roll-out”nak is nevezik) Ennél a módszernél (, a rögzített a partícióknál) mindenképpen jelentkezik az elaprózódás Változó partíciók (MVT): Az operációs rendszer nyilvántartja, hogy a tár mely részei szabadok, illetve foglaltak. Amikor egy munka érkezik, megkeresi a számára elegendően nagy szabad területet és abból lefoglal annyit, amennyit a munka igényel. A külső elaprózódás még mindig jelentős, bár a belsőt már kiküszöböltük Ez ellen az “első lehetséges fut”, illetve a “legjobban illeszkedő fut” módszerével

igyekeztek védekezni. A rögzített partícióknál jelentős a belső elaprózódás, a változó partícióknál a külső illetve bizonyos esetekben lehet kis mértékű belső is. 20.1 Miből áll egy mikroszámítógépes összeadás programja ? ELAMV /250 A bináris összeadás utasítás: ABA DC1 Az A0-hoz hozzáadja annak a memóriarekesznek a tartalmát, amelynek a címét a DC1 tartalmazza. Az előállított tárgykód a következő: 10000001     20.2 10 A másodlagos memória referencia utasításkódja A0-hoz 0 000 Bináris összeadás 01 DC1-ben lévő cím “bennefoglalt” Mit határoznak meg a parancsok ? M /21,80 Hogy milyen műveletet és mely operandusokkal kell elvégezni. A következő részekből áll:    20.3 Műveleti jelrész (operation code, opcode), ami a művelet fajtáját adja meg. Címrész (address field), amely az adatok, operandusok memóriabeli címeit tartalmazza. Kiegészítő, módosító rész, amely a műveleti

jelrész értelmezéséhez, vagy a címek pontos meghatározásához ad módosító előírást. Mit értünk órajel frekvencia alatt ? M /24 45 A számítógép órajel frekvenciája; a gépek órajel sorozata szinkronizálja az egyes részek működését, biztosítja a párhuzamos folyamatok egymásmellettiségét és megszabja a számítógép működési sebességének felső korlátját. A mikroszámítógépek órajelfrekvenciája 50-450 MHz között mozog 20.4 Milyen címmódosítási eljárás az indexelés ? M /85 Segítségével a megcímzett tárolási hely címértéke folyamatosan növelhető, így egy tárolóhely sorozaton egyesével végighaladhatunk. Egy indexelt cím egy közvetlen és egy bennefoglalt cím összegzése 20.5 Utasítástípusok, utasítások csoportosítása, utasításkészlet és hatása a processzor struktúrájára (CISC, RISC processzorok utasításkészleteinek összehasonlítása). M /80-101 Utasítástípusok :   

átviteli utasítások.A gép két része közötti adatátvitelre szolgálnak műveleti utasítások.Aritmetikai és logikai műveletek végrehajtására szolgálnak vezérlő utasítások.A program vagy a gép működését befolyásolják Utasításcsoportok :  tároló utasítások.Az átvitel memória-regiszter,regisztermemória vagy regiszter-regiszter között történhet csak meg  veremkezelő utasítások.Átvitelt bonyolítanak le a verem teteje és egy meghatározott regiszter között   periféria utasítások.Az átviteli utasítások külön csoportja programozott átvitel.Az átvitel karakterenként történik az adott periféria figyelésével. megszakításos átvitel.A periféria kezdeményezi az átvitelt amikor készen áll annak fogadására közvetlen memória elérés (DMA = Direct Memory Access).A leggyorsabb átvitel,főleg karakterek átvitelekor.    aritmetikai műveleti utasítások.A bináris egészek összeadására és

kivonására szolgáló utasítások  logikai műveleti utasítások.Néhány elem logikai műveletét teszi lehetővé.  léptető utasítások.Az operanduszok bitjeit jobbra vagy balra egy vagy több helyiértékkel elforgatják.  bitműveleti utasítások.Az operanduszok egyes bitjeit ellenőrizhetjük,vagy beállíthatjuk 0 ileetve 1 értékre  karakterlánc műveleti utasítások.Egy karakterláncban kereshetünk meg karaktereket,illetve hosszabb-rövidebb karakterláncot összehasonlíthatunk  feltétel néküli ugró utasítás.Végrehajtása után a proceszszor a program egy másik pontjáról folytatja az utasítások feldolgozását. 46  feltételes ugró utasítás.A processzor az utasítás műveleti jelrésze által előírt feltétel teljesülését ellenőrzi.  szubrutinhívó ugrás.A vezérlés joga átkerül az utasításban megadott címen kezdődő szubrutin első utasítására,és az itt levő utasításokat mindaddig hajtja

végre amíg egy visszaugró utasítást nem talál.  visszaugró utasítás.Egy alprogramból visszaugrat a kiindulási helyet követő utasításra  ciklusutasítás.A programutasítások végrehajtását segíti elő egy feltétel teljesüléséig.  megszakítást engedélyező és tiltó utasítás.A programból meg lehet tiltani a perifériák által kezdeményezett kérelmek elfogadását,illetve lehet engedélyezni azok újbóli elfogadását.  leállító utasítás.Végrehajtása után a processzor megszűnteti a program további feldolgozását Utasításkészlet : Egy processzor utasításkézlete alatt azon elemi utasításokat értjük,amelyek végrehajtására hardver szinten a processzor alkalmas. CISC processzorok :      az utasítások bonyolult műveletsor végrehajtását eredményezik. sokféle utasítás és címzési mód használatára van lehetőség. sokféle tárolót közvetlenül igénybevevő megcímző utasítás

használatának lehetősége. mikroprogramvezérelt utasításvégrehajtás. változó hosszúságú utasítások. RISC processzorok :      20.6 kevésbé bonyolult utasítások. kevés utasítás és címzési mód használata. memóriahasználatra csak két utasítás áll rendelkezésre. az utasítások végrehajtásához nincs mikroprogram. az utasítások rögzített hosszúságúak. Mi a lapozás? Miben tér el a lapozási technika a partícionált rendszerektől ? M /259 OR /160,169 A külső elaprózódás leküzdésének másik, a tömörítésnél általánosabb megoldása, ha feladjuk az egy munkára kiosztott tárterület folytonosságának elvét. A munkához több, a tárban szétszórtan elhelyezkedő blokk tartozik, az operációs rendszer pedig gondoskodik arról, hogy futás közben szükség esetén a vezérlés az egyik blokkból a másikba átkerüljön. A blokkokat lapoknak, a módszert pedig lapkezelésnek, vagy lapozásnak nevezik. Minden a

központi egység által generált címet két részre bontunk: egy lapcímre (p) és 47 egy lapon belüli relatív címre (d). A lapcím adja a laptábla indexét, ahol minden laphoz megtalálható annak fizikai kezdő (bázis) címe (f). Bármelyik lapon belüli fizikai cím tehát f+d A logikai tárat azonos nagyságú lapokra, a fizikai tárat pedig ugyanekkora részekre, ún. keretekre osztjuk A lapméret hardver paraméter A lapméretet azért szokás kettő hatványának választani, mert így a fenti műveletek a bináris címen igen egyszerűen elvégezhetők: a megfelelő számú felső bit adja p-t, az alsó bitek d-t. A munkát laponként betölti a keretekbe, és minden lap betöltése után a keret sorszámát beírja a laptábla megfelelő rovatába. Minden feladathoz külön laptábla tartozik, melyet a regiszterek tartalmával együtt az ütemező a munkavezérlő blokkban tárol. Lapozásnál külső elaprózódás nincs, de fellép egy – munkánként

várhatóan fél lapnyi – belső veszteség. Többféle hardverrel támogatott megoldást alkalmaztak. A laptáblát a tárban tartották és bevezették a laptábla bázis regisztert. 21.1 Milyen funkcionális egységei vannak egy mikroprocesszornak és hogy működik ? M /32,57    Vezérlő egység: CU = Control Unit feladata a program utasításai, vagy külső kérések alapján vezérlő jelek segítségével a gép részeinek irányítása. Ez egyrészt az aritmetikai egység műveleteinek irányítását, valamint az egyes adatútvonalak nyitását/zárását (kapuzását), másrészt a külső egységek, a memória, az I/O eszközök vezérlését jelenti. Aritmetikai egység: ALU = Arithmetic Logic Unit az utasításokban előírt aritmetikai, vagy logikai műveleteket hajtja végre. A műveletvégzéshez néhány regisztert is magában foglalhat Bináris műveletek elvégzésére alkalmas. Regiszterek: a processzorok ideiglenes adattárolási céljaira

szolgálnak az általános célú, vagy meghatározott funkciójú regiszterek. A belső sínrendszeren keresztül tartanak kapcsolatot a processzor más részeivel. Vagy szorosan kapcsolódnak a vezérlő és az aritmetikai egységhez, vagy egy több regiszterből álló tömb egyik egységét képezik. Gyors működésű tárak A legfontosabb regiszterek:       21.2 Utasításszámláló Bázis (cím) Indexregiszter(ek) Állapotregiszterek(ek) Veremmutató regiszter Pufferregiszter(ek) Hogyan állítottuk be a félvezető anyagokat az elektronika szolgálatába ? ELAMV /21-24 A félvezetők olyan anyagok (elem, vegyület), amelyeknek vezetőképessége tiszta állapotban a fémeké és a szigetelőanyagoké között van és benne a szabad töltéshordozók koncentrációja a hőfok emelkedésével nő. Olyan anyagokat, amelyekben a töltéshordozók ionok, általában nem tekintünk félvezető anyagoknak. Félvezető anyagok: Kémiai elemek: Si (szilícium),

Ge (germánium), Se (szelén) Kémiai vegyületek: szulfidok, oxidok, telluridok stb. Intermetallikus ötvözetek: gallium-arzenid, indiumantimonid stb.  Vannak N (a vezetést a túlnyomó többségben lévő mozgékony elektronok okozzák. Az N a negatív töltéshordozókat jelenti. Si, vagy Ge atomok közé antimont, foszfort vagy más anyagot építenek be) és  P (a vezetést a túlnyomó többségben lévő mozgékony pozitív lyukak okozzák. A P a pozitív töltéshordozókat jelenti. Si, vagy Ge atomok közé bórt, indiumot, alumíniumot, vagy galliumot építenek be.) típusú félvezetők 48 21.3 Mit értünk a számítógépek műveleti sebessége alatt ? M /23 A gépek műveleti sebessége az az utasítás(művelet) szám, amelyet átlagosan egy időegység alatt dolgoz fel a gép; az így mért sebesség mértékegysége a MIPS (millions of instructions per second), vagy MOPS (millions of operations per second). Használjuk még a lebegőpontos

aritmetikai műveletszámra vonatkozó MFLOPS (millions of floating point operations per second) mértékegységet is. 21.4 Milyen utasításcsoportokat ismer ?    M /93 Átviteli: az átvihető byte-ok száma a processzor típusától és az utasításkészlettől függ. Vannak rögzített hosszúságú és fix hosszúságú utasításkészlettel rendelkező processzorok. Ezek tulajdonképpen másolást végeznek.  Tároló: az átvitel memória-regiszter, illetve regiszter-memória között bonyolódhat.  Veremkezelő  Periféria: I/O utasítások. 3 féle típusa van  Programozott átvitellel: karakterenként történik az adatok továbbítása.  Megszakításos átvitellel: karakteres és a periféria kezdeményezi az átvitelt.  Közvetlen memória elérés (DMA): használata adja a legjobb eredményt. Műveleti  Aritmetikai műveleti: bináris egész és BCD számok összeadása, kivonása, szorzása, osztása.  Logikai műveleti: néhány

elemi logikai művelet végrehajtása.  Léptető/forgató (shift/rotate): az operandusok bitjeit jobbra, vagy balra egy, vagy több helyiértékkel eltolják.  Bitműveleti: az operandusok egyes bitjeinek értékét ellenőrizhetjük.  Karakterlánc: karakterláncban kereshetünk karaktersort. Vezérlő  Feltétel nélküli vezérlésátadó (ugró)  Feltételes vezérlésátadó (ugró)  Szubrutin (alprogram) hívó utasítás  Return utasítás  Ciklusutasítás A gép működését szabályozó utasítások:   21.5 Megszakítást engedélyező és tiltó utasítások Leállító utasítás Aritmetikai műveletvégzés bináris ábrázolású adatokkal. M /101 A kettes számrendszerben az aritmetikai műveleteket ugyanúgy el lehet végezni, mint tizes számrendszerben.  Összeadás: a kivonás, szorzás, osztás is visszavezethető erre. Helyiértékenként történik A és B számjegyet össze kell adni + átvitel. Egészként 0010110 +

1011010 -------------------1110000  Törtként 1001101 + 0101011 -------------------1111000 A kivonás művelete visszavezethető összeadásra, a negatív számot komplementálni kell, majd a másik operandus értékével össze kell adni. Az összeadást minden helyiértéken ugyanúgy kell elvégezni A legfelső helyiértéken keletkező átvitelt el kell hagyni. Ha negatív eredményt kapunk, akkor azt vissza kell komplementálni. Felléphet túlcsordulás 49 21.6  Szorzás: sorozatos összeadással és léptetéssel végezhető el. Az eredmény körülbelül kétszeres hosszúságú, ezért a befogadó akkumulátor regiszternek kétszeres hosszúságúnak kell lennie. A szorzó és a szorzandó külön regiszterekben vannak. A fixpontos törtszámkénti ábrázolás előnyösebb, mint az egészszámkénti, mert az eredményt befogadó regiszter felső helyiértékein rögtön megkapjuk az eredmény tárolható részét és az értéktelenebb helyiértékek vesznek

el. Egész számnál értékes jegyek veszhetnek el. Lebegőpontos ábrázoláskor az előző problémák nem merülnek fel  Az osztás algoritmusa bonyolultabb. Az osztás sorozatos kivonással, az ún visszaállító algoritmussal történik. Ha a kivonás eredménye negatív, akkor az osztó nincs meg az osztandóban Mik azok a tulajdonságok, amelyek a “második esély technikát” kiemelik a többiek közül? Hogyan működnek? Az optimális lapozás egy speciális esete. Egyszerűbb azoknál, de csak közelítő változat Egy laphoz csatolt hivatkozási biten alapszik, melynek értéke a lap behozatalakor 0, és a hardver akkor állítja 1-re, ha hivatkozás történt a lapra. Az algoritmus csak abban különbözik a FIFO-tól, hogy ha az áldozat hivatkozási bitje 1, akkor ad neki egy második lehetőséget, és olyan áldozatot keres, amelyikre behozatala óta még nem hivatkoztak. Ha ilyen nincs az algoritmus azonos a FIFO-val Lapozási stratégiák (lapcsere

algoritmusok):   22.1 FIFO: (First-In-First-Out) előbb be-előbb ki Belady féle anomália léphet fel. Bizonyos helyzetekben a keretek számának növelésével nem csökken, hanem növekszik a laphibák aránya. OPT: optimális csere algoritmus, azt a lapot kell lecserélni, amelyet a folyamat a leghosszabb ideig nem igényel. Azonban ismerni kell előre a címhivatkozások sorozatát, ezért az algoritmust csak összehasonlító értékelésre használják. Mit nevezünk elérési időnek ? M /37 A központi tárak működésének fontos jellemzője az elérési idő (access time). Az elérési idő az az időtartam, amely a kiolvasás megkezdése és az adatnak a tároló kimenetén való megjelenése között eltelik. 22.2 Mi a “real time” logika jellemzője ? OR /63, 83-84 Egyes speciális feladatok gépesítésére szolgálnak. Az adatok a gépbe érzékelőkről (általában mérőműszerekről) érkeznek. Az operációs rendszer feladata az adatok elemzése

és – szükség esetén – olyan vezérlő mechanizmusok aktiválása, melyek befolyásolhatják az érzékelők által mért értékeket. Pl: forgalmi rendszerek, ipari folyamatok vezérélése, kísérletek irányítása stb. A munkák elvégzését szigorú időkorlát köti. Eseményvezérelt Az operációs rendszer nem vezérli a feldolgozást, hanem fogadja és teljesíti a kérelmeket. Az emberi beavatkozást igyekszik minimalizálni, azonban ez teljesen mégsem nélkülözhető A hangsúly a biztonságos üzemen van, ezért a méretezést csúcsterhelésre végzik. 22.3 Melyek a Neumann-elvű számítógépek legfontosabb jellemzői ? M /46 A számítógépek algoritmus alapján a programutasítások által vezérelve működnek. Primitív eszközök, ugyanis csak azt hajtják végre amire az ember által készített programok előírást adnak számukra. A számítógép logikailag tehát egy olyan automata amely bemenettel és kimenettel rendelkezik. Működési

feltételek :    tárolóegység. vezérlő egység. aritmetikai logikai műveletvégző egység. 50 A Neumann elv lényege hogy az utasítások és az adatok ugyanabban a tárban találhatók.Emiatt először az utasítást kell onnan kikeresni,majd ezt követően a szükséges adatokat. Működés alapelve : A gép memóriájához tartozik két regiszter.Az egyik a címregiszter (MAR = Memory Address Register),amely a kiválasztandó tárolóhely címét fogadja be a kiválasztó dekóder vezérléséhez. A másik regiszter az adatregiszter (MBR = Memory Buffer Register),amely a tároló bemenete / kimenete gyanánt szolgál.Az adatok ezen keresztül kerülnek a tárolóba, illetve kiolvasáskor ezen keresztül jutnak el a gép más részeibe. 22.4 Mit értünk utasításkészlet alatt ? M /97 A processzor sokoldalúságának egyik kifejezője. Ez határozza meg, hogy milyen feladatokat tud megoldani, milyen bonyolult leírással, milyen sebességgel és

hatékonysággal, valamint ez határozza meg, hogy a rendszer mennyire felhasználóbarát. Jellemzésénél fontos:     Elemi utasítások száma és azok tartalma Kezelhető feltételek száma Jellemzőinek következetes használati lehetősége Mennyire nyújt hatékony támogatást Utasítástípusok :    Átviteli utasítások.A gép két része közötti adatátvitelre szolgálnak. Műveleti utasítások.Aritmetikai és logikai műveletek végrehajtására szolgálnak Vezérlő utasítások.A program vagy a gép működését befolyásolják Utasításcsoportok :  Tároló utasítások.Az átvitel memória-regiszter,regisztermemória vagy regiszter-regiszter között történhet csak meg  Veremkezelő utasítások.Átvitelt bonyolítanak le a verem teteje és egy meghatározott regiszter között   Periféria utasítások.Az átviteli utasítások külön csoportja Programozott átvitel.Az átvitel karakterenként történik az adott

periféria figyelésével. Megszakításos átvitel.A periféria kezdeményezi az átvitelt amikor készen áll annak fogadására Közvetlen memória elérés (DMA = Direct Memory Access).A leggyorsabb átvitel,főleg karakterek átvitelekor.    Aritmetika műveleti utasítások.A bináris egészek összeadására és kivonására szolgáló utasítások  Logikai műveleti utasítások.Néhány elem logikai műveletét teszi lehetővé. 51  Léptető utasítások.Az operanduszok bitjeit jobbra vagy balra egy vagy több helyiértékkel elforgatják.  Bitműveleti utasítások.Az operanduszok egyes bitjeit ellenőrizhetjük,vagy beállíthatjuk 0 ileetve 1 értékre  Karakterlánc műveleti utasítások.Egy karakterláncban kereshetünk meg karaktereket,illetve hosszabb-rövidebb karakterláncot összehasonlíthatunk  Feltétel nélküli ugró utasítás.Végrehajtása után a proceszszor a program egy másik pontjáról folytatja az utasítások

feldolgozását.  Feltételes ugró utasítás.A processzor az utasítás műveleti jelrésze által előírt feltétel teljesülését ellenőrzi.  Szubrutinhívó ugrás.A vezérlés joga átkerül az utasításban megadott címen kezdődő szubrutin első utasítására,és az itt levő utasításokat mindaddig hajtja végre amíg egy visszaugró utasítást nem talál.  Visszaugró utasítás.Egy alprogramból visszaugrat a kiindulási helyet követő utasításra  Ciklusutasítás A programutasítások végrehajtását segíti elő egy feltétel teljesüléséig.  Megszakítást engedélyező és tiltó utasítás.A programból meg lehet tiltani a perifériák által kezdeményezett kérelmek elfogadását,illetve lehet engedélyezni azok újbóli elfogadását.  Leállító utasítás.Végrehajtása után a processzor megszűnteti a program további feldolgozását Utasításkészlet : Egy processzor utasításkézlete alatt azon elemi

utasításokat értjük,amelyek végrehajtására hardver szinten a processzor alkalmas. Az utasításkészlet jellemzése:     Az elemi utasítások száma és az utasítások tartalma. Az utasításokkal kezelhető feltételek száma. Jellemzőinek következetes használati lehetősége Mennyire nyújt hatékony támogatást ? Fontos ezenkívül az utasításkészlet jósága. CISC processzorok :  Az utasítások bonyolult műveletsor végrehajtását eredményezik. 52     Sokféle utasítás és címzési mód használatára van lehetőség. Sokféle tárolót közvetlenül igénybevevő megcímző utasítás használatának lehetősége. Mikroprogramvezérelt utasításvégrehajtás. Változó hosszúságú utasítások. RISC processzorok :      22.5 Kevésbé bonyolult utasítások. Kevés utasítás és címzési mód használata. Memóriahasználatra csak két utasítás áll rendelkezésre. Az utasítások végrehajtásához

nincs mikroprogram. Az utasítások rögzített hosszúságúak. Numerikus adatok tízes számrendszer szerinti (BCD kódú) tárolása; nem numerikus adatok tárolási formái, egyéb tárolási formák. M /76-79 Tízes számrendszer : Ebben a kódrendszerben a tízes számrendszerbeli számok számjegyeit egyenként konvertáljuk át az alkalmazott bináris kódba. Ábrázolásukhoz 4 Bit szükséges. Legáltalánosabban használt kód a BCD (Binary Coded Decimal) kód. Nem numerikus adatok : Amikor a tárolt adatokkal nem kívánnak aritmetikai műveleteket végezni akkor alfanumerikus adatokat használnak. Elterjedt ábrázolási formái az ASCII (American Standard Code for Information Interchange) és az EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code). Egyéb tárolási formák : 22.6  Jelölt adattárolás. A tárolt adat kiegészül olyan információkkal amelyek az adatfelhasználás módját befolyásolják és meghatározzák.  Deszkriptoros adattárolás.

Az egyszerűbb adatstruktúrák kezelését biztosítja kiegészítő információk hozzáadásával  Összetett adattárolás.A szoftver szintű adatkezelést segíti Mi a környezetváltás ? Milyen adatokat tartalmaz a folyamatleíró blokk ? A környezet az erőforrásigények (perifériák,adatállományok,tármezők) JCL (Job Control Language) utasításokkal történő leírása. Az aktiválást az operációs rendszermag moduljaira támaszkodó speciális program, az iniciátor. Az operációs rendszer rugalmasságát tükrözi, hogy mikor történik az erőforrások lekötése. Az iniciátor program készít egy bejegyzést az operációs rendszer nyilvántartásában és esetleg adhat neki egy belső azonosítót, a folyamatazonosítót, illetve folyamatsorszámot. A vonatkozó nyilvántartást folyamatsornak, vagy taszksornak, a bejegyzést pedig folyamatvezérlő blokknak (PCB=Process Control Block), vagy taszk vezérlő blokknak (TCB=Task Control Block) szokták

nevezni. A környezetváltás az erőforrásigények megváltozást jelenti, egy másik JCL program betöltése. 53 A folyamatvezérlő blokkok tipikus tartalma:        23.1 Név, vagy más programazonosító Tárolóterület (cím, hossz) B/K hozzárendelések mutatói Üzemállapot (státusz, futóképesség) Prioritás Mutatók a létrehozott gyermekfolyamatok folyamatvezérlő blokkjaira Mutatók az összetartozó folyamatok vezérlőblokkjainak összeláncolására Milyen főbb regisztertípusokat tartalmaz a mikroprocesszor és hogyan használjuk azokat? M /58, ELAMV /86 Regiszterek: a processzorok ideiglenes adattárolási céljaira szolgálnak az általános célú, vagy meghatározott funkciójú regiszterek. A belső sínrendszeren keresztül tartanak kapcsolatot a processzor más részeivel Vagy szorosan kapcsolódnak a vezérlő és az aritmetikai egységhez, vagy egy több regiszterből álló tömb egyik egységét képezik. Gyors működésű

tárak A legfontosabb regiszterek:       23.2 Utasításszámláló: (PC=Program Counter, vagy IP=Instruction Pointer) a soron következő utasítás memóriabeli címét tartalmazza. A kezdő értékét kívülről kapja, a program indítása előtt. Bázis (cím): az operandusok címzéséhez felhasznált regiszter, amely nem minden processorhoz található meg, vagy más a neve. A báziscím egy alapcím, amelyhez viszonyítva adhatjuk meg az operandus helyét. Indexregiszter(ek): szintén az operandusok címzését segíti elő. Adatsorozatok feldolgozásánál előnyös. Nincs mindenhol Állapotregiszterek(ek), vezérlő regiszter(ek)(status,flag és control register): egy, vagy több regiszteren belül tárolnak vezérlő és ellenőrző jeleket. A műveletek végrehajtásának eredménye alapján bekövetkező állapot jellemzőit tükrözi vissza. (zero flag, overflow flag, carry flag) Veremmutató regiszter: (SP=Stack Pointer), egy speciális tároló, a

veremtároló legfelső elemét jelöli ki. A veremtároló általában a főmemóriában van A verem LIFO (Last-In-FirstOut) elérésű A mutató mindig a következő helyre mutat Pufferregiszter(ek): a processzor belső adat és címsínjét választják el a külső sínrendszertől, vagy más ideiglenes célú tárolásra szolgálnak. Milyen szempontokat kell figyelembe venni, ha egy feladathoz számítógépet választunk ? A megoldandó feladat alapvetően meghatározza a megoldáshoz alkalmas mikroprocesszor típust. Különböző bonyolultságú feladatok megoldásához a bonyolultságtól függően más-más mikroprocesszort kell alkalmazni. Ehhez teljesítőképesség vizsgáló programokat dolgoztak ki A feladat követelményeitől függően kell processzorcsaládot, memória kapacitást, perifériális készülékeket, érzékelőket stb. választani A mindennapi gyakorlatban ezt a sebességi követelmények, szoftver kompatibilitás és a beszerzési lehetőségek

határozzák meg. A számítógépkonfiguráció kiválasztása a gyakorlatban úgy megy végbe, hogy a feladatot végrehajtó uatsítássorozat (program) lefuttatására, a szükséges adatbázis kezelésére és az I/O feladatokra alkalmas funkcionális egységeket válogatjuk össze (háttértároló, I/O egység). 23.3 Mit értünk a “tárolt programú” utasítás alatt ? M /46 A Neumann elv azt jelenti, hogy a programok és az adatok is a tárban vannak (egyidejűleg). A gép vezérlése tárolt program alapján történik.   A gép vezérlése tárolt program alapján történik. A gép utasítása ún. “vezérlésáramlásos” rendszerű, azaz a számítógép vezérlő egysége a tárolt program utasításait egyenként sorra véve oldja meg a feladatot. Az automatikus programvégrehajtás 54  23.4 egyszerűsítése végett a vezérlő egységben egy utasításszámláló regiszter tárolja a soronkövetkező utasítás tárolóbeli helyének

címét. A gép tartalmaz egy közös tárolót, amely egyaránt tárolja a végrehajtandó program utasításait, valamint az adatokat is. A kódolásra bináris kódrendszert alkalmaznak Milyen műveletek végrehajtására alkalmas a processzor ? M /32,46,57 Egy-egy utasítás feldolgozása az utasítás előkeresését, értelmezését és az előírt feladat végrehajtását jelenti. Egy utasítás feldolgozása az alábbi részekből tevődik össze:       Utasításelőkészítés, -lehívás Utasításszámláló regiszter tartalmának növelése Műveleti kód értelmezése, dekódolása és az operandus címének meghatározása Művelethez szükséges adat(ok) előkészítése Végrehajtás Az eredmény elhelyezése CU = Control Unit. Az egység utasításregiszterébe (IR = Instruction Register) a program utasításait egyenként befogadja, értelmezi azok műveleti kódját és az abban foglaltaknak megfelelően vezérli az aritmetikai-logikai

műveletvégző egységet; továbbá tartalmaz egy olyan tárolóhelyet, az utasításszámláló regisztert (PC = Program Counter), amelynek tartalma mindig a következő utasítás tárbeli helyét (címét) adja meg. A PC kezdőértékét, azaz a program kezdőcímét, kívülről kell megadni Feladata a program utasításai, vagy külső kérések (periféria megszakítási kérelme, sín igénybevételi kérése) alapján, vezérlő jelek segítségével a gép részeinek irányítása. Ez egyrészt az aritmetikai egység műveleteinek irányítását, valamint az egyes adatútvonalak nyitását/zárását (kapuzását), másrészt a külső egységek, a memória, az I/O eszközök vezérlését jelenti. Az utasítások végrehajtása legtöbbször mikroprogram alapján történik Az aritmetikai és logikai egység (ALU = Arithmetic-Logic Unit), vagy más néven műveletvégző egység, amely a műveletvégzéshez az operandusok egyikének és az eredménynek az időleges

tárolásához az akkumulátor regisztert (AC = Accumulator Register) használja fel; a művelethez szükséges másik operandus tárbeli címét a műveletet előíró utasítás jelöli ki. 23.5 Utasítások felépítése, utasítások szerkezete (több- és egycímes utasítások, tipikus processzorok utasításkészletei). Címzési eljárások (feladatuk, fajtái, tipikus processzorok jellemző címmódosítási eljárásai). M /243,255, OR /155 Utasítás felépítése :    Műveleti jelrész.Az elvégzendő feladat fajtáját adja meg a processzornak. Címrész.A művelet végrehajtásához szükséges adatok memóriabeli helyének címeit tartalmazza Kiegészítő rész.A műveleti jel értelmezéséhez ad módosító leírást. Utasításszerkezetek :   Négycímes utasítás.  Műveleti jelrész.  Első operandusz címe.  Második operandusz címe.  Eredmény címe.  Következő utasítás címe. Háromcímes utasítás.  Műveleti

jelrész. 55     Első operandusz címe.  Második operandusz címe.  Eredmény címe. Kétcímes utasítás.  Műveleti jelrész.  Első operandusz címe.  Második operandusz címe és az eredmény címe. Egycímes utasítás.  Műveleti jelrész.  Operandusz címe. Nullacímes utasítás.  Műveleti jelrész. Processzorok utasításszerekezete :    Egyszerű utasításszerkezet.Az utasításszerkezet egyértelmű, az egyes részek feldolgozása mindíg ugyanúgy történik.Ilyen a DEC PDP-11-es processzor. Kevésbé összetett utasításszerkezet.Az utasításszerkezet nem túl egyszerű,de még áttekinthető.Ilyen az Intel processzorcsalád Összetett utasításszerkezet.Az utasításszerkezet áttekinthetetlen és bonyolult szervezésűIlyen a Motorola proceszszorcsalád Címzési eljárások: Az utasítások végrehajtásához ismerni kell az operandusok címét. A címzésre többféle módszert is használnak. A cím nem

közvetlenül van megadva, hanem azt a processzor számítja ki a megadott adatok alapján. A pontos címek meghatározására alkalmazott eljárásokat nevezik címmódosítási eljárásoknak A címmódosítás oka lehet:     Az utasítás címrésze nem elegendően hosszú. Az adatsorozat elemein kell, általában azonos műveletet végrehajtani. Ciklikus műveletsort kell elvégeztetni az adatokkal. Az elkészült program áthelyezhetőségét kell biztosítani. Az alapvető címzési módok a következők:    Közvetlen Közvetett Literális Egy címmódosítási eljárás az indexelés. A különböző címzési módok együttesen is használhatók Közvetlen, abszolút címzés esetén a cím pontosan meg van adva a memória(16-32 bit), vagy regisztercím(36 bit). Nem mindig előnyös, változtatás esetén a program összes címét módosítani kellene Relatív címzésnél a báziscímhez viszonyított érték lesz megadva. Alapcímként szolgálhat:

   Egy kijelölt regiszter. A program kezdetének címe. A végrehajtás alatt lévő utasítás helye. 56 A pontos cím a báziscím és az utasításban szereplő cím összegeként adódik. Van bázisrelatív (tárolóterületek szegmentálására), programrelatív (ez teszi lehetővé a programok áthelyezhetőségét) és utasításrelatív címzés (relatív ugró utasításokban) Közvetett (indirekt) címzés: Annak a tárolóhelynek a címét adja meg, ahol az operandus címe található. Lehet többszintű is Történhet memória, vagy regiszter felhasználásával. Az itt tárolt mutatók a pointerek Indirekt címek csoportos tárolására szolgál a vektortáblázat. Közvetlen adatcímzés, álcímzés (immediate): Maga az operandus található az utasítás címrészében. Az operandus nagysága erősen korlátozott Kisebb értékű konstansoknál érdemes használni. Indexelés: Ha adatsorozatokon kell elvégezni valamilyen műveletet. Ciklusokban

használjuk Az adatsorozat első elemének tárolási címét tartalmazza az utasítás címrésze és az indexregiszterben található az ettől való eltérés, azaz hogy hányadik elemet kell feldolgozni. Így végig tudunk haladni az összes adaton Van autoindexelés is, ahol ez a növelés automatikusan történik. A tárolóhely pontos címe az utasítás tartalmának (alapcím) és az indexregiszter tartalmának az összeadásával jön létre. Hasonlít a relatív címzésre Intel és Motorola processzorok címzési lehetőségei: Intel: a címzési módot a MODE byte írja le. Az egyik operandus helyét a MODE byte MOD és R/M mezői határozzák meg, míg a másik operandus helyét, amely mindig valamelyik regiszterben található a REG mező tartalma határozza meg. Van közvetlen címzés, immediate címzésre és autoindexelésre nincs lehetőség. A címzések többségében egy, vagy több regiszter tartalmának és az utasításban megadott eltolásnak az összege adja

meg a memória azon helyét, amelyet a műveletvégzéshez fel kell használni (indirekt, indirekt relatív). A MOD mező tartalma mellett, mindkét operandus valamelyik regiszterben található. 386/486-os gépeknél 32 bites védett módban a címek meghatározásában részt vesz a SIB byte Motorola: a címzési módot az utasítások MODE és REG mezői határozzák meg. 12 címzési lehetőség van (Az MC68020 és MC68030 processzoroknál 18) M /92 23.6 Milyen paraméterekkel jellemezhető egy alacsony szintű ütemező algoritmus ? OR /107 A diszpécser alapfeladata, hogy kijelölje azt a folyamatot, amely a CPU-t következőként használhatja, és biztosítsa annak folytatási feltételeit. A Round-Robin (körben forgó ütemezés) igényei:      Munkaterületek Vezérlésátadó rutin A futóképesség vizsgálata Helyreállító kód Egy kapcsolólista és két külső változó Az egyes programok paraméterei:     Munkaterület Futhatok?

Helyreállítás PGM kód 57  Vezérlésátadás Az IX (indexregiszter) és a MAX (kapcsolólista hossza) változókat minden programnak el kell érnie. 24.1 Milyen műveleteket végez el az aritmetikai logikai egység (ALU)? M /21,30,35,58 Logikai műveletek :      Nem (not) művelet.Egyoperanduszú művelet,ami a tárolóhelyek tartalmát az ellenkezőjére állítja. Vagy (or) művelet.Két tárolóhely tartalmának az egyesítésére használják És (and) művelet.Segítségével ki lehet jelölni egy tárolóhely tartalmának tetszőleges részét Ekvivalencia,antivalencia művelet.A tárolóhelyek összehasonlításakor a feldolgozásokban van fontos szerepe Nem vagy (nor),nem és (nand) művelet.A gép tervezésekor és az áramkörök leírásakor játszik nagy szerepet. Aritmetikai egység : A mikroprocesszorok aritmetikai logikai egysége (ALU = Aritmetic Logical Unit) a műveletvégzés eszköze. Részegységei :     Összeadó

egység.Két operandusz összeadására szolgál Léptető áramkörök.Műveletvégzés során a regiszterek tartal mát jobbra vagy balra léptetik Logikai áramkörök.A logikai műveletekben játszanak szerepet Regiszterek.Az adatok ideiglenes tárolására szolgálnak Az aritmetikai műveletek végzésekor az eredménytől függően az állapotregiszter egyes jelzőbitjeit a processzor beállítja. Jelzőbitjei :  Átvitel.Ha az eredmény legmagsabb helyiértékén átvitel keletkezik,akkor 1-es értéket vesz fel  nulla.Ha az eredmény nulla értékű,akkor 1-es értéket vesz fel.  Előjel.Ha az eredmény negatív,akkor az értéke 1-es lesz  Túlcsordulás.Ha az eredmény nagyobb mint a tárolható legnagyobb érték,akkor értéke 1-es lesz 24.2 A programozás milyen műveletekből áll ?       24.3 OR /25 A probléma elemzése Az algoritmus felbontása részprogramokra A részprogramok megírása Modulteszt A részprogramok összeépítése

Átadás üzemeltetésre Mit értünk vezérlésáramlásos (control-flow) vezérlési elv alatt ? 58 A számítógép vezérlő egysége a tárolt program utasításait egyenként sorra véve oldja meg a kívánt feladatot; az automatikus programvégrehajtás egyszerűsítése végett a vezérlő egységben egy utasításszámláló regiszter tárolja a soron következő utasítás tárolóbeli helyének címét. 24.4 Miért vezethetők vissza az aritmetikai műveletek a logikai műveletekre ? Mert az aritmetikai műveletek elvégezhetőek néhány logikai művelet segítségével (ÉS, VAGY, kizáró VAGY, komplementálás). Az Aritmetikai és Logikai Egység is így végzi el ezeket a feladatokat 24.5 Numerikus adatok tárolási formái (fixpontos, lebegőpontos formák, pozitív, negatív számok, IEEE 754 lebegőpontos szabvány) M /66-77 Az adattárolási módszerek többé kevésbé azonosak az egyes gyártók esetében. A két fő célkitűzés:   A tárolás

lehetőleg hatékony megoldása Numerikus adatok esetében, a műveletvégzés legegyszerűbb és leggyorsabb módú megvalósítása Számok tárolási módjai:  Fixpontos Fixvesszős írásmódnak is nevezzük. Balra találhatók az egészrész számjegyei, jobbra a törtrész számjegyei. A kisebb, kevesebb számjegyből álló számok írásakor alkalmazzuk  Lebegőpontos A lebegőpontos, vagy hatványkitevős írásmódot a matematikai, tudományos és műszaki gyakorlatban használják. Elsősorban a nagy és kis számok leírására Három részből tevődik össze:    Mantissza: egy tetszőleges fixpontos írásmódú szám. Karakterisztika: a hatványkitevő, amely önmagában egy fixpontos egész szám. A számrendszer alapszáma, radixa. Normalizált alakban van megadva a szám, ezért pontossága véges nagyon nagy és nagyon kis számoknál. (tárolt számok pontossága, tárolható számok tartománya) A kettes számrendszerben az aritmetikai

műveleteket ugyanúgy el lehet végezni, mint tizes számrendszerben. A negatív számok tárolására komplemens kódot kell használni. Leggyakrabban a kettes komplemens kódot használjuk. Törtek esetén is ugyanez az eljárás A operandus 1100011 B operandus 1000010 B komplemense 0111110 ------------------------------------eredmény (A-B) 0100001 Két operandus kivonásakor, a negatív számot komplementálni kell, majd a másik operandus értékével össze kell adni. A legfelső helyiértéken esetlegesen keletkező átvitelt, amely kicsordult figyelmen kívül kell hagyni.  A kivonás művelete visszavezethető összeadásra, a negatív számot komplementálni kell, majd a másik operandus értékével össze kell adni. Az összeadást minden helyiértéken ugyanúgy kell elvégezni A legfelső helyiértéken keletkező átvitelt el kell hagyni. Ha negatív eredményt kapunk, akkor azt vissza kell komplementálni. Felléphet túlcsordulás 59  Az osztás

algoritmusa bonyolultabb. Az osztás sorozatos kivonással, az ún visszaállító algoritmussal történik. Ha a kivonás eredménye negatív, akkor az osztó nincs meg az osztandóban IEEE 754 lebegőpontos szabvány: M /72 Van egyszeres és dupla, valamint kiterjesztett pontosságú:    24.6 Szignifikandus előjele (1 bit; 0:pozitív, 1:negatív) Karakterisztika (8,11,15 bit) Szignifikandus (23,25,64,112 bit; fixpontos egyesekre normalizált törtszám; az egészrész mindig 1; 1<=M<2; csak a törtrész lesz tárolva (kivéve a kiterjesztett pontosságú tárolásmódot)) Mi a laphiba? Mit kell tennie az operációs rendszernek laphiba esetén? OR /167,170,177 Ha az érvényességi bit alapján kiderül, hogy a lap még nem elérhető, ún. “laphibáról” beszélünk, de tudjuk, hogy ez az – operációs rendszer által – a gazdaságosabb üzemelés érdekében tudatosan elkövetett “hiba”, amit a rendszer a következő lépésekben hoz helyre:  

 25.1 A folyamat vezérlőblokkjához tartozó táblában megnézi, hogy a kérdéses címet a folyamat jogosan használja-e ? Ha nem, akkor igazi címhibáról van szó. Ha a cím jogos, a kérdéses lapot be kell olvasni. Ehhez először egy szabad keret kell, majd ütemezni kell a lemezről való olvasást, végül módosítani kell mind a folyamat saját tábláját, mind pedig a laptáblát, hogy az új helyzetet fejezze ki. Újra kell indítani a laphibát okozó utasítást. Mi a vezérlőegység funkciója a CPU-n belül ? 15.3 CU = Control Unit. Az egység utasításregiszterébe (IR = Instruction Register) a program utasításait egyenként befogadja, értelmezi azok műveleti kódját és az abban foglaltaknak megfelelően vezérli az aritmetikai-logikai műveletvégző egységet; továbbá tartalmaz egy olyan tárolóhelyet, az utasításszámláló regisztert (PC = Program Counter), amelynek tartalma mindig a következő utasítás tárbeli helyét (címét) adja

meg. A PC kezdőértékét, azaz a program kezdőcímét, kívülről kell megadni Feladata a program utasításai, vagy külső kérések (periféria megszakítási kérelme, sín igénybevételi kérése) alapján, vezérlő jelek segítségével a gép részeinek irányítása. Ez egyrészt az aritmetikai egység műveleteinek irányítását, valamint az egyes adatútvonalak nyitását/zárását (kapuzását), másrészt a külső egységek, a memória, az I/O eszközök vezérlését jelenti. Az utasítások végrehajtása legtöbbször mikroprogram alapján történik 25.2 Miért célszerűbb egy programot hexadecimális számjegyek sorozataként megadni ? ELAMV /190 A bináris programokban könnyen fel lehet cserélni a 0 és egy számjegyeket. A programot hexadecimális számjegyekkel írva, kevesebb a lehetőség hiba elkövetésére, mivel minden 4 tagú bináris számjegy kifejezhető egy hexadecimális számjeggyel. Tehát rövidebb lesz a program és többféle

számjeggyel lesz leírva, emiatt áttekinthetőbb lesz. A hibák könnyebben megtalálhatók lesznek Végül azonban át kell alakítani bináris sorozattá. 25.3 Milyen folyamatot modellez a Neumann-elvű számítógépek funkcionális felépítése ? M /47 Az ’egy utasításfolyam egy adatfolyam’ csoportba tartoznak. A működés gyorsításához, a teljesítmény növeléséhez a tevékenységek párhuzamosítására kevés lehetőség van. Ilyen párhuzamosítási lehetőségek:   Multiprogramozott üzemmód: a számítógép erőforrásainak egyenletesebb leterhelése. Multifunkciós processzor: a funkcionális egységek többszörözése. 60   25.4 Spooling technika: a processzor és I/O műveletek átlapolása Pipelining feldolgozás: az utasítások és aritmetikai műveletek átlapolt feldolgozása Milyen számrendszerekben ábrázolva célszerű végrehajtani az aritmetikai műveleteket ? M /101 Kettes és tízes számrendszerben. A tízes

számrendszer szerinti műveletvégzés kissé bonyolultabb mint a kettes számrendszerbeli és az aritmetikai egység felépítése is kissé eltér a másiktól. 25.5 Perifériakezelő assembly utasítások.     25.6 ELAMV /233 Rövid bemenet: INS P P: operandus, a port sorszáma (0, 1, 2) Hosszú bemenet: IN P P: 0-255 Rövid kimenet: OUTS P P: operandus, a port sorszáma (0, 1, 2) Hosszú kimenet: OUT P P: 0-255 Mi a lokalitási elv ? Hogyan szolgálják a gyorsítótárak ennek kielégítését ? M /153,159 Az egyes tárak használati gyakoriságuknak megfelelően vannak elhelyezve. Minél gyakrabban van szükség rájuk, annál rövidebb idő alatt elérhetőnek kell lenniük, tehát a processzorhoz annál közelebb kell elhelyezkednie. Ha nincs gyakran szükség egy tárra, akkor kerüljön ki a processzor közvetlen közeléből A gyorsítótárak (cache tárak) feladata: A tárolóhierarchia fontos elemei. Az adatforgalmat gyorsítják és egyenletessé

teszik Utasítások és adatok átmeneti tárolására egyaránt szolgáló, gyors működésű, a felhasználó számára nem elérhető tárolók. Fontosabb jellemzői:         26.1 Elhelyezkedés: lehet a processzorba beépített (on-chip cache) és lehet azon kívüli (off-chip cache) Az adatátvitel a cache-tároló és a memória között mindig blokkos formájú. Ezek csak egymást követő byte-ok lehetnek a memóriában. Szolgálhatnak kizárólag utasítások tárolására, de tárolhatnak utasításokat és adatokat együtt is, illetve lehetnek ezek külön tárban is. A visszakeresés módja ún. tartalom szerinti (asszociatív, CAM=Content Address Memory) A processzor ellenőrzi az adatok egyezőségét. Akkor működik hatékonyan, ha a keresett adat a kiolvasások többségében a cache-ben és nem a memóriában található. Tár tartalom cserekor fontos, a találati arány fenntartása érdekében a megfelelő helyettesítési stratégia

(replacement policy). Lényeges hogy biztosítva legyen a cache –tár és a memória azonos részeinek egyezősége. A processzor és a cache-tár működési sebessége azonos kell hogy legyen. Milyen egy bináris összeadás számítógépes programja ? ELAMV /250 A bináris összeadás utasítás: ABA DC1 Az A0-hoz hozzáadja annak a memóriarekesznek a tartalmát, amelynek a címét a DC1 tartalmazza. Az előállított tárgykód a következő: 10000001 61     26.2 A másodlagos memória referencia utasításkódja 10 0 A0-hoz 000 Bináris összeadás 01 DC1-ben lévő cím “bennefoglalt” Mi a forrásprogram és az átalakítóprogram ? ELAMV /191 A forrásnyelv az a programnyelv, amelyben az eredeti program készült. Lehet gépre, vagy feladatra orientált. A forrásnyelven készített program a forrásprogram A forrásprogramot olyan alakra kell hozni, hogy a tárolóba tölthető legyen. A szerkesztő program (editor) felhasználásával a

forrásprogram rögzítésre kerül. Ezt követően egy átalakító (converter ) program kerül végrehajtásra, amely elolvassa a forrásprogramot és létrehozza az ekvivalens tárgyprogramot. Ez a következő lépésekből áll:   Ki kell alakítani a forrásprogram byte-ok minden egyes párjának szélső jobboldali (legkisebb helyiértékű), négy számjegyéből egy-egy tárgyprogram byte-ot. Ha a forrásprogram 0,1,2,3 számú csatornája 0011-et tartalmaz, akkor ezt a négy számjegyet ki kell hagyni és a 4,5,6,7 számú csatornák négy számjegyéhez 9-et kell hozzáadni. Az átalakító programmal előállított tárgyprogram közvetlenül bevihető a memóriába. 26.3 Melyek a hagyományos számítógép funkcionális egységei ? M /30 Jellemzői :  A gép tartalmaz egy közös tárolót amely egyaránt tárolja a végrehajtandó program utasításait,valamint az utasítások által feldolgozandó adatokat is.  A gép vezérlő egysége a tárolt

program utasításait egyenként sorra véve oldja meg a kívánt feladatot.  A program utasításai által megkívánt aritmetikai és logikai műveletek elvégzésére egy önálló egység szolgál.  Az adatok és a program bevitelére illetve kihozatalára önálló egységek szolgálnak. Korlátok : A hagyományos felépítésű számítógép eredeti formájának hibája, hogy a rendelkezésre álló erőforrásokat rosszul használja ki,és egy időben csak egy program hajtható végre,így tehát az erőforrások nem megoszthatók.Ezt küszöböli ki az operációs rendszer 26.4 Miért használjuk a kivonások elvégzéséhez a komplemens kódot ? A kivonás művelete visszavezethető összeadásra, a negatív számot komplementálni kell, majd a másik operandus értékével össze kell adni. Az összeadást minden helyiértéken ugyanúgy kell elvégezni A legfelső helyiértéken keletkező átvitelt el kell hagyni. Ha negatív eredményt kapunk, akkor azt vissza

kell komplementálni. Felléphet túlcsordulás A negatív számok tárolására komplemens kódot kell használni. Leggyakrabban a kettes komplemens kódot használjuk. Törtek esetén is ugyanez az eljárás 62 1100011 A operandus B operandus 1000010 B komplemense 0111110 ------------------------------------eredmény (A-B) 0100001 26.5 A Neumann-elvű számítógépek működési alapelvei. A hagyományos számítógépek csoportosítási lehetőségei (teljesítmény, kezelt folyamatok alapján); a kisgépek és nagygépek közötti különbségek. A számítógépek algoritmus alapján a programutasítások által vezérelve működnek. Primitív eszközök, ugyanis csak azt hajtják végre amire az ember által készített programok előírást adnak számukra. A számítógép logikailag tehát egy olyan automata amely bemenettel és kimenettel rendelkezik. Működési feltételek :    Tárolóegység. Vezérlő egység. Aritmetikai logikai műveletvégző

egység. A Neumann elv lényege hogy az utasítások és az adatok ugyanabban a tárban találhatók.Emiatt először az utasítást kell onnan kikeresni,majd ezt követően a szükséges adatokat. Működés alapelve : A gép memóriájához tartozik két regiszter.Az egyik a címregiszter (MAR = Memory Address Register),amely a kiválasztandó tárolóhely címét fogadja be a kiválasztó dekóder vezérléséhez. A másik regiszter az adatregiszter (MBR = Memory Buffer Register),amely a tároló bemenete / kimenete gyanánt szolgál.Az adatok ezen keresztül kerülnek a tárolóba, illetve kiolvasáskor ezen keresztül jutnak el a gép más részeibe. Számítógép csoportok :    Nagygépek (super computer,mainframe computer). Középgépek (mini computer). Kisgépek (small computer). Különbségek :      26.6 Műveleti sebesség. Tárolók és perifériák kapacitása. Alkalmazási terület és formula. Adatfeldolgozás mértéke. Alkalmazott

programok. Ismertesse a megszakítások típusait, a megszakításkezelés módját ! Típusai:       Szoftver módszer Hardver módszer Egy vonalas Több vonalas Vektoros Többszintű megszakítás 63 A megszakítás módja (lépései):          27.1 Megszakítási kérelem érkezik a központi egységhez. A kérelem várakoztatása. Az állapotvektor verembe mentése. Privilegizált állapot jön létre. A megszakítási vektorból a központi egység előveszi a megszakító rutin induló állapotvektorát és átadja a vezérlést. Esetleg az előző program állapotvektorának mentése, valamint a megszakításkérelem okának felderítése. A kritikus szakasz után visszaállítja az adott osztály megszakíthatóságát. A vezérlést visszaadja az operációs rendszer ütemező rutinjának. Ez az állapotvektor alapján visszaadja a vezérlést a program következő utasításának. Miért fontos az állapotinformáció ?

Mert az állapotregiszterek(ek) és vezérlő regiszter(ek) (status,flag és control register): egy, vagy több regiszteren belül tárolnak vezérlő és ellenőrző jeleket. A műveletek végrehajtásának eredménye alapján bekövetkező állapot jellemzőit tükrözi vissza. (zero flag, overflow flag, carry flag) Lehetnek olyan bitjei, amelyek valamilyen vezérlési előírást tárolnak, mint pl. valamely részegység használatának engedélyezése, vagy tiltása, memória-lapozás engedélyezése, megszakításkérés kiszolgálásának letiltása stb. Az aritmetikai műveletek végzésekor az eredménytől függően az állapotregiszter egyes jelzőbitjeit a processzor beállítja. Jelzőbitjei :     27.2 átvitel.Ha az eredmény legmagsabb helyiértékén átvitel keletkezik,akkor 1-es értéket vesz fel nulla.Ha az eredmény nulla értékű,akkor 1-es értéket vesz fel. előjel.Ha az eredmény negatív,akkor az értéke 1-es lesz túlcsordulás.Ha az eredmény

nagyobb mint a tárolható legnagyobb érték,akkor értéke 1-es lesz Milyen programtárolási módszerek vannak; fejlődésük, előnyük, hátrányuk ?     Neumann-elv (egy utasításfolyam egy adatfolyam (SISD))  A tárolt program elve  Vezérlésáramlásos (control-flow)  Közös tár: a program utasításait és az adatokat is tartalmazza binárisan.  Bivitelre/kihozatalra önálló egységek Harvard elvű gépek: külön program és külön adattároló van. Csökken a közös tároló és a közös sínrendszer használatából eredő szűk keresztmetszet hatása, így nő a teljesítmény. Vektorosak: matematikai műveleteknél lehetőség van számsorozatok vektorok feldolgozására. Lehetőség van átlapolt (pipelining) végrehajtásra és ezzel a teljesítmény növelésére. A folyamatok kezelése oldaláról ’egy utasításfolyam több adatfolyam’ (SIMD) elvű. Minél több elem feldolgozását lehet átlapolni, annál inkább növekszik

a processzor teljesítőképessége. Ugyanakkor meg kell oldani a vektorelemek tárolóból történő lehívásának és visszatöltésének hatékony módját is. A műveletvégző egység előtt és után ún. regiszterláncot alkalmaznak az adatok ideiglenes tárolására A tárolóterületet több részre osztják fel (memory interleaving). A vektorprocesszorok teljesítőképességét erősen rontja az, ha skalár mennyiségekkel kell dolgoznia. Többprocesszorosak: a vektorszámítógépek továbbfejlesztett változatának tekinthetők. A gépek több processzorral és ehhez kapcsolódó memóriamodullal rendelkeznek.A vektor- és mátrixműveletek végrehajtása nagymértékben gyorsítható, ha valóban párhuzamos műveletvégzés történik. 64   27.3 Folyamatkezelés szempontjából az ’egy utasításfolyam több adatfolyam’ (SIMD) csoportba tartoznak. A processzorok és a memória, valamint a központi egység és a processzorok között nagysebességű

adatátvitelt kell megvalósítani.  Tömbprocesszoros: a műveletvégző egységek egymástól független módon működnek.  Asszociatív: hagyományos cím szerinti adatvisszakeresés helyett a tartalom szerinti címzést alkalmazzák.  Szisztolikus: csak a szomszédos egységekkel tartanak kapcsolatot, eredményeiket a szomszédos egységeknek adják át. Üzenetátadásos: minden processzora alkalmas önálló feladat feldolgozására. Így a processzorok között feladatmegosztás lehetséges. Lényeges:  Hogy milyen módon használják a processzorok a tárolót  és milyen módon létesítenek egymással kapcsolatot. A folyamatok kezelése szempontjából a ’több utasításfolyam, több adatfolyam’ kategóriába tartoznak. A kapcsolatok megvalósítására szolgáló hálózat statikus, vagy dinamikus kialakítású lehet. Az adatok továbbítása üzenetek formájában történik. A transzputer egyetlen chipen van elhelyezve Megosztott memória esetén a

megfelelő teljesítőképesség több, párhuzamosan kiépíthető kapcsolat esetében érhető el. Adatvezérelt: a (data flow) számítógép alapjaiban különbözik a Neumann-elvű gépektől. A számítógép logikai struktúráját az elvégzendő műveletek egymáshoz kapcsolódását leíró adatáramlási gráf határozza meg. A csomópontokhoz vannak hozzárendelve a műveletek(utasítások) A gráf éleihez a csomópont által igényelt adatok (tokenek), illetve a művelet eredményeként keletkező adatok vannak hozzárendelve. Az adatáramlási gráf alapján készíti el a fordítóprogram annak programgráfját, amely kijelöli a műveletet és a kapcsolódó adatcsomagokat (tokeneket). Az adatvezérelt számítógépek multiprocesszoros rendszerek, amelyben a processzorokat egy kapcsolóhálózaton keresztül kötik egymáshoz és minden ütemben az adatok (tokenek) egy-egy processzor-pár között mozognak a tokenekben előírt módon. Vázolja fel egy mai

számítógép rendszertechnikai felépítését ! Működési feltételek :       Közös tárolóegység: a program és az adatok tárolására. Vezérlő egység: a program utasításait egyenként sorra véve oldja meg a feladatot. Aritmetikai logikai műveletvégző egység: elemi logikai műveleteket hajt végre, melyeket a vezérlőegység oszt ki neki. Beviteli/kiviteli egység (perifériák) Másodlagos és háttértárolók Sínrendszer  Adatsín  Címsín  Vezérlősín A Neumann elv lényege hogy az utasítások és az adatok ugyanabban a tárban találhatók. Emiatt először az utasítást kell onnan kikeresni, majd ezt követően a szükséges adatokat. Működés alapelve : A gép memóriájához tartozik két regiszter.Az egyik a címregiszter (MAR = Memory Address Register),amely a kiválasztandó tárolóhely címét fogadja be a kiválasztó dekóder vezérléséhez. A másik regiszter az adatregiszter (MBR = Memory Buffer

Register),amely a tároló bemenete / kimenete gyanánt szolgál.Az adatok ezen keresztül kerülnek a tárolóba, illetve kiolvasáskor ezen keresztül jutnak el a gép más részeibe. Számítógép csoportok : 65    27.4 Milyen logikai alapműveleteket ismer ?      27.5 Nagygépek (super computer,mainframe computer). Középgépek (mini computer). Kisgépek (small computer). Nem (not) művelet.Egyoperanduszú művelet,ami a tárolóhelyek tartalmát az ellenkezőjére állítja. Vagy (or) művelet.Két tárolóhely tartalmának az egyesítésére használják És (and) művelet.Segítségével ki lehet jelölni egy tárolóhely tartalmának tetszőleges részét Ekvivalencia, antivalencia művelet.A tárolóhelyek összehasonlításakor a feldolgozásokban van fontos szerepe Nem vagy (nor),nem és (nand) művelet.A gép tervezésekor és az áramkörök leírásakor játszik nagy szerepet. Forgató-, léptető utasítások. Az operandusok bitjeit

jobbra, vagy balra egy, vagy több helyiértékkel eltolják, körbeforgatják. Azaz az egyik oldalon kilépő bitet a másik oldalon belépteti. Az utasítások végrehajtásakor a kilépő bitek egyúttal az átvitel bitbe is belépnek.      27.6 Balra léptetéskor a legalsó helyiértékre 0 lép be, a kilépő legfelső bit az átvitel bitbe íródik. Logikai jobbra léptetéskor baloldalon, a legmagasabb helyiértékre 0 lép be és a legalsó helyiértéken kilépő bit az átvitel bitbe íródik. Aritmetikai jobbra léptetéskor baloldalon mindig a legfelső helyiérték bitje lép be ismétlődően és a a legalsó helyiértéken kilépő bit az átvitel bitbe íródik. Balra forgatáskor a legfelső helyiértéken kilépő bit a legalacsonyabb helyiértéken, jobbról belép, ugyanakkor az értéke az átvitel jelzőbitbe is beíródik. Jobbra forgatáskor a legalacsonyabb helyiértéken kilépő bit a legfelső helyiértéken, balról belép, ugyanakkor az

értéke az átvitel jelzőbitbe is beíródik. Ismertesse a tárcsere módszer (swapping) lényegét ! A tárkezelés a multiprogramozás miatt a tár több felhasználó közötti megosztásának irányába fejlődött tovább. Az első gyakorlati megoldást az ún swapping (helycsere) jelentette, amely először egy rezidens operációs rendszerrel és határregiszterrel felszerelt hardveren működött időosztásos alapon. A swapping lényege, hogy a felhasználói részt mindig egy felhasználó uralja, a többiek teljes tárterülete a háttértáron várakozik. Felhasználócserénél a rendszer kimásolja a régi, és behozza az új felhasználó “tárképét” Hatékonyabban működött, ha csak a ténylegesen lefoglalt területeket cserélgette. Ekkor alakultak ki a rendszerhívások. Hatásfokát tovább lehetett növelni azzal, hogy az egyik folyamat beolvasását átfedjük a másik folyamat végrehajtásával. Két pufferterület segítségével egy programterület

végrehajtása közben az előző programot kivisszük, a következő programot pedig behozzuk a megfelelő pufferbe. Hátránya, hogy a csere csak passzív folyamatokkal hajtható végre. A megoldás a B/K tevékenység megszorítása: vagy megtiltjuk a swappingot a teljes B/K művelet alatt, vagy a B/K műveletet csak az operációs rendszer puffereivel lehet végezni. Többpartíciós rendszerekben a tár szabad területét több részre (partícióra) osztják és minden partícióban egy-egy felhasználó programja tartózkodhat végrehajtásra várakozva. A multiprogramozás fokát a partíciók száma szabja meg. Kétféle módon oldható meg: statikusan és dinamikusan. A statikus megoldásban rögzített méretű partíciók szerepelnek, a másik megoldásnál változó méretű partíciók. 66