Centralna procesna enota (CPU)

Podcast

Play an AI-generated podcast conversation about this lesson

Questions and Answers

Kaj je CPU in kakšna je njegova vloga v računalniku?

CPU, znana tudi kot mikroprocesor, je srce digitalnega računalnika, ki vsebuje njegovo programabilnost in zmožnost obdelave ukazov.

Kateri so štirje osnovni koraki, ki jih procesor izvede v enem ciklu?

Procesor deluje v ciklu štirih osnovnih korakov: pridobivanje ukazov (fetch), njihovo dekodiranje (decode), izvajanje ukazov (execute) in zapisovanje rezultatov (writeback).

Kaj so registri v procesorju in kaj določa njihova velikost in število?

Registri v procesorju, katerih velikost in število določata zmogljivosti procesorja, med temi operacijami začasno shranjujejo podatke.

Kaj določa dolžina besede v procesorju in kakšen je njen vpliv?

Dolžina besede v procesorju določa število bitov, ki jih lahko obdeluje hkrati, in vpliva na obseg celih števil, ki jih procesor lahko obdeluje, ter na pomnilniške naslove, do katerih lahko dostopa. Signup and view all the answers

Kateri tehnološki napredki so izboljšali zmogljivost sodobnih procesorjev?

Sodobni procesorji temeljijo na sinhronizaciji prek urnih signalov, katerih frekvence pogosto dosegajo 4 GHz. Čeprav so se izboljšave hitrosti zaradi fizikalnih omejitev upočasnile, so inovacije, kot so vzporedna obdelava in večjedrne zasnove, te omejitve omilile. Signup and view all the answers

Kakšna je vloga ALU v procesorju?

Aritmetična in logična enota (ALU) je ključna sestavina procesorja, optimizirana za hitre numerične izračune in logične operacije. ALU opravlja naloge, kot so seštevanje, odštevanje in logične primerjave (npr. true/false). Signup and view all the answers

Kaj so polovični in popolni seštevalniki in kakšna je njihova vloga v ALU?

Njegova funkcionalnost temelji na dveh temeljnih vezjih: polovični seštevalniki (HA) in popolni seštevalniki (FA). Poločni seštevalniki seštevajo dve binarni številki, vendar ne upoštevajo prenosa iz prejšnjega seštevanja. Popolni seštevalniki so nadgrajeni s HA in vključujejo prenosne bite iz prejšnjih izračunov, kar omogoča ALU učinkovito izvajanje večbitnih seštevkov. Signup and view all the answers

Kateri dve arhitekturi procesorjev se najpogosteje uporabljata?

CISC (Complex Instruction Set Computing) in RISC (Reduced Instruction Set Computing) (B) Signup and view all the answers

Kateri so glavni elementi sistema CISC? Kako deluje?

Sistemi CISC, ki so pogosti v osebnih računalnikih in konzolah, ponujajo bogat nabor ukazov in poenostavljajo prevajanje kode na račun počasnejšega izvajanja. Signup and view all the answers

Kakšna je vloga predpomnilnika v sistemu?

Za zmanjšanje ozkega grla med procesorjem in počasnejšim pomnilnikom RAM sodobni procesorji uporabljajo predpomnilnik, majhno, hitro pomnilniško območje. Signup and view all the answers

Kaj so različne ravni predpomnilnika?

Predpomnilniki delujejo na več ravneh (L1, L2 in L3), pri čemer so uravnoteženi med hitrostjo in zmogljivostjo. Signup and view all the answers

Kaj so strategije LRU in FIFO v predpomnilnikih?

Strategije, kot sta LRU (Least Recently Used) in FIFO (First-In-First-Out), optimizirajo pridobivanje podatkov in zagotavljajo, da so pogosto dostopni podatki hitro na voljo. Signup and view all the answers

Kaj so večjedrni procesorji in kako delujejo?

Večjedrni procesorji združujejo več procesnih enot v enem čipu, kar omogoča vzporedno izvajanje nalog. Signup and view all the answers

Kaj so večprocesorski sistemi in kako delujejo?

Večprocesorski sistemi, ki se pogosto uporabljajo v strežnikih, združujejo več procesorjev, da bi še povečali zmogljivost. Signup and view all the answers

Kako se obvladuje toplota, ki jo ustvarjajo sodobni procesorji?

Za obvladovanje toplote, ki jo proizvajajo sodobni procesorji, so nujni hladilni sistemi. Signup and view all the answers

Katere so najpogostejše metode hlajenja procesorjev?

Oba načina (D) Signup and view all the answers

Kaj je hierarhija pomnilnika v računalništvu in kako deluje?

Hierarhija pomnilnika v računalništvu predstavlja organizirano zaporedje vrst pomnilnika, od katerih vsaka sodeluje le s svojimi sosedi. Signup and view all the answers

Kateri so glavni koncepti znotraj hierarhije pomnilnika?

Ključni koncept znotraj te hierarhije je lokacija pomnilnika: Prostorska lokacija: Gre za dostop do lokacij, ki so blizu druga drugi. Časovna lokacija: Vključuje ponavljajoči se dostop do nedavno uporabljenih podatkov. Signup and view all the answers

Kaj so začasni, trajni, bralni in bralno-pisalni pomnilniki?

Začasni pomnilnik, ki za ohranitev informacij potrebuje napajanje. Trajni pomnilnik, ki lahko ohrani podatke tudi ob izklopljenem napajanju. Bralni spomin (ROM), v njem so shranjeni podatki, ki jih je težko ali nemogoče spreminjati. Bralno pisalni spomin (RAM), omogoča konstanten dostopni čas za katero koli podatkovno točko s podobno zahtevnostjo za branje in pisanje. Signup and view all the answers

Kaj je serijski dostop (SAM) in kje se uporablja?

SAM: Običajno vključuje nespremenljiv dostopni čas in se uporablja v magnetnih in optičnih diskih. Signup and view all the answers

Kakšna je razlika med analognim in digitalnim pomnilnikom?

Analogni spomin vključuje starejše tehnologije, kot so vinilne plošče in filmski trakovi. Digitalni pomnilnik, ki prevladuje v računalništvu, pa podatke shranjuje in priklicuje z elektronskimi, optičnimi in magnetnimi mehanizmi. Signup and view all the answers

Katere so glavne vrste digitalnih pomnilnikov?

Vse naštete (E) Signup and view all the answers

Kako so shranjeni podatki v pomnilniških celicah?

Pomnilne celice shranjujejo posamezne bite, ki jih predstavljajo stanja visoke ali nizke napetosti: Visoka napetost = 1 Nizka napetost = 0 Signup and view all the answers

Kako deluje matrična arhitektura pomnilnika?

Zasnove, ki temeljijo na matriki, uporabljajo dekoderje za obravnavo določenih celic. Signup and view all the answers

Kaj je masked ROM? Kako se programira?

Masked ROM: Tovarniško programiran z nespremenljivimi podatki, kjer tranzistorji določajo binarna stanja. Signup and view all the answers

Kaj je Programmable ROM? Kako se programira?

Programmable ROM (PROM): V tem primeru je mogoče zapisovati le enkratno, tako da se prežgejo varovalke in nastavijo ničle. Signup and view all the answers

Kaj je Erasable PROM? Kako se programira? Kakšne so njegove slabosti?

Erasable PROM (EPROM): Za brisanje in reprogramiranje se uporablja UV-svetloba, vendar je drag in nagnjen k nenamernemu brisanju. Signup and view all the answers

Kaj je electrically Erasable PROM? Kako se programira? Kakšne so njegove slabosti?

Electrically Erasable PROM (EEPROM): Omogoča brisanje na ravni bajtov, vendar počasnejše zapisovanje in omejene cikle ponovnega zapisovanja. Signup and view all the answers

Kaj je pomnilnik Flash? Kakšne so njegove prednosti in slabosti?

Pomnilnik Flash: Podvrsta EEPROM, ki omogoča brisanje na ravni blokov za večjo zmogljivost, hitrejše zapisovanje in počasnejše brisanje. Signup and view all the answers

Kaj je statični RAM (SRAM)? Kakšne so njegove prednosti in slabosti?

Statični RAM (SRAM): ohranja podatke, dokler je napajanje zagotovljeno, z uporabo flip-flop stikal. Je hiter, vendar ima majhno gostoto in visoke stroške. Signup and view all the answers

Kaj je sinhroni DRAM (SDRAM)?

Sinhroni DRAM (SDRAM): Sinhronizira se z uro procesorja za hitrejše delovanje. Signup and view all the answers

Kaj je DDR SDRAM?

DDR SDRAM (double data rate SDRAM): prenaša podatke na obeh robovih ure, kar povečuje hitrost. Signup and view all the answers

Kaj je RAID in kakšna je njegova vloga?

RAID (Redundant Array of Independent Disks) je bil uveden konec osemdesetih let prejšnjega stoletja zaradi vse večjih zahtev po zmogljivosti shranjevanja in zanesljivosti računalniških sistemov. Signup and view all the answers

Kakšni so bili glavni dejavniki za razvoj RAID sistemov?

Naraščajoče potrebe po obsežnih podatkovnih zbirkah in večpredstavnostnih aplikacijah. Hitrejši procesorji so vse bolj zavirali obdelavo podatkov. Potreba po zanesljivem shranjevanju, ki bi nadomestilo papirno dokumentacijo. Zmanjševanje stroškov, zaradi česar so sistemi RAID postali dostopni širšemu krogu uporabnikov. Signup and view all the answers

Kakšni so osnovni metodi, ki jih uporablja RAID?

RAID uporablja dve osnovni metodi: Zrcaljenje (mirroring): Ustvari podvojene kopije podatkov na ločenih diskih. Porazdeljevanje (stripping): Podatke razdeli v bloke in jih razporedi po več diskih, z ali brez paritete. Signup and view all the answers

Kaj je RAID 0? Kakšne so njegove prednosti in slabosti?

RAID 0: Razdelitev brez paritete, ki zagotavlja večjo hitrost, vendar manjšo zanesljivost (JBOD - Just a Bunch Of Disks). Signup and view all the answers

Kaj je RAID 2? Zakaj NI praktičen?

RAID 2: Uporablja pariteto na podlagi Hammingove kode na ravni bitov, vendar je zapleten in komercialno neizvedljiv. Signup and view all the answers

Kaj je RAID 6? Kako se razlikuje od RAIDA 5?

RAID 6: doda drugi disk z enakostjo, ki uporablja Reed-Solomon ECC za dodatno varnost, vendar je bolj zapleten (kompleksno branje in pisanje). Signup and view all the answers

Kaj je RAID 7?

RAID 7: optimizira za visoke hitrosti prenosa podatkov s krmilnikom operacijskega sistema v realnem času. Signup and view all the answers

Kaj sta RAID 10 in RAID 50? Kakšne so njune prednosti?

RAID 10 in 50: kombinacija RAID 0 in zrcaljenja/RAID 5 za večjo zmogljivost in zanesljivost. Signup and view all the answers

Kaj so kode ECC in kakšna je njihova vloga?

Kode ECC (Error Checking and Correcting) zagotavljajo celovitost podatkov med pisanjem in shranjevanjem. Signup and view all the answers

Kako delujejo paritetni biti v kodi ECC?

Dodajajo redundantne bite za odkrivanje napak. Če je na primer v bloku liho število enic, je paritetni bit nastavljen na 1, v nasprotnem primeru pa na 0. Signup and view all the answers

Kako deluje Hammingova koda v kodi ECC?

Uporablja več paritetnih bitov za odkrivanje in popravljanje enobitnih napak. Paritetni biti so nameščeni strateško, pri čemer vsak spremlja določene skupine podatkovnih bitov. Signup and view all the answers

Kako deluje Hammingova koda v praksi?

Hammingova koda omogoča odkrivanje napak v več bitih in hkrati popravljanje enobitnih napak: Dodelitev bitov: Posebni paritetni biti spremljajo prekrivajoče se sklope podatkovnih bitov. Lokacija in popravljanje napak: Kumulativne vrednosti neuspešnih paritetnih bitov določajo položaj okvarjenega bita za popravek. Signup and view all the answers

Flashcards

Kaj je CPU?

Centralna procesna enota (CPU) ali mikroprocesor je srce digitalnega računalnika. Vsebuje programabilnost in omogoča obdelavo ukazov.

Kako deluje CPU?

CPU deluje v ciklu štirih korakov: pridobivanje, dekodiranje, izvajanje, zapisovanje. Krmilna enota uskladi te korake in nadzoruje delovanje računalnika.

Kaj so CPU registri?

Registri v procesorju so majhni, hitri pomnilniki, kjer se začasno shranjujejo podatki med delovanjem CPU. Velikost in število registrov vplivajo na zmogljivost.

Kaj je dolžina besede (word length) CPU?

Dolžina besede določa število bitov, ki jih lahko procesor obdela hkrati. Vpliva na velikost števil, ki jih lahko obdeluje, ter na velikost pomnilnika, ki mu je na voljo.