J csoport

#### 1**. Mit jelent a programok időbeli és helyi lokalitásának elve?**

*Időbeli lokalitás*: ha egy adatra vagy egy utasításra hivatkozás történik, akkor ez nagy valószínűséggel rövid időn belül ez újra megtörténik. (Ciklus) *Helyi lokalitás*: ha egy adatra vagy egy utasításra hivatkozás történik, akkor ez nagy valószínűséggel a környezetében lévő címekre is megtörténik.

#### 2. **Mi a TLB? Vázolja fel a TLB-t és cache tárolót tartalmazó architektúra logikai blokksémáját! Mutassa be a tárolóhozzáférés folyamatát TLB-hit esetén cache tárolót is tartalmazó architektúra esetén! Ismertesse a TLB-miss kezelésének folyamatát cache tárolót is tartalmazó architektúra esetén!**

A TLB a leggyakrabban használt lapok lapcímfordításhoz szükséges adatait tartalmazza. Fully associative, set associative vagy direct mapped cache tároló, legtöbbször 32–256 bejegyzéssel.

TLB-miss esetében a laptáblázat érvényességi bitjét (Valid Bit) kell kiolvasni és az alapján: Ha a lap a főtárban van, de nincs bejegyzés a TLB-ben (ez a „tiszta” TLB-miss), akkor a megfelelő bejegyzést a laptáblából be kell írni a TLB-be. Ha a lap nincs a főtárban, akkor laphiba keletkezett. Ennek kezelése: lap címének meghatározása a háttértárban ; egy „D” = dirty lap kiválasztása (pl. LRU szerint) a laptáblában, és visszaírása a háttértárba; a hiányzó lap bemásolása a háttértárból a főtárba; a laptábla aktualizálása; a TLB aktualizálása

#### 3. **Fejtse ki a mágneses jelrögzítés elvét!**

A jelrögzítés alapja az elektromágneses indukció. Minden lemezoldalhoz tartozik egy író-olvasó fej, amely alatt egyenletesen forog a lemez. A fej előre-hátra mozgását a fejmeghajtó-elektronika biztosítja. Írásnál a fej alatt éppen lévő mágneses részecske irányát a fej tekercsében folyó áram határozza meg. Az adattárolás elve szerint a logikai "1" fluxusváltozást okoz, a logikai "0" esetében nincs fluxusváltozás. Olvasásnál a tekercsbe indukált áram minden "1"-nél irányt változtat.

#### **4. Mi a lényege a vektoros megszakítási rendszernek? Sorolja fel a megszakítás-kiszolgálás hardver- és szoftverlépéseit! Mi a feladata a megszakításvezérlőnek?**

A megszakításkérelmeket ún. vektoros módon dolgozzák fel, ami azt jelenti, hogy a megszakításkérelem a megszakításkiszolgáló rutin kezdőcímét egy címekből álló vektor elemeként azonosítja a processzor számára.

*A hardver által*: a megszakításvezérlő beállítja a megszakításkérő vezérlő vonal jelszintjét, ezzel jelzi a processzornak a megszakításkérelmet (INT jel); a processzor a folyamatban lévő utasítást befejezi, majd visszaigazolja a megszakításkérelem elfogadását (IACK jel); ezt követően a megszakításvezérlő a sínre küldi a megszakítási vektor elemének sorszámát; a processzor tárolja a megszakítási vektor elemének sorszámát; a processzor elmenti a verembe az utasítászámláló és az állapotregiszter tartalmát; a processzor a megszakítási vektor elemsorszáma alapján a megszakításkiszolgáló rutin kezdőcímét betölti az utasítászámláló regiszterbe és ezzel megkezdődik a megszakítás kiszolgáló rutin végrehajtása

*Az operációs rendszer által:* a megszakított program adatainak (regisztereinek) elmentése verembe (ha

szükséges); a megszakítás okának behatárolása; a kiszolgáláshoz szükséges adatok összegyűjtése; a megszakítást okozó esemény kezelése; a megszakított program adatainak visszatöltése; a megszakítás kiszolgáló rutin befejezésének jelzése

*A szoftver által:* az elmentett állapot és utasításszámláló regiszter tartalmának visszatöltése és a megszakított program folytatása

*Megszakításvezérlő feladata:* fogadja megszakításkérő vezérlővonalakon (IRQ = Interrupt ReQuest) a megszakításkérelmeket; vizsgálja, hogy az igényelt megszakítás nincs-e maszkolással letiltva; vizsgálja és értékeli a megszakítás prioritását; az INT (Interrupt) vezetéken közli a megszakítás kérést a processzorral; ha az IACK (Interrupt Acknowlegment) vezetéken a processzor visszaigazolja, hogy kész a kérés fogadására, akkor a megszakításvezérlő átadja a processzornak a megszakításhoz tartozó megszakításvektor címet

#### **5. Mi a DMA lényege? Ismertesse a DMA regisztereit és ezek feladatait!**

A közvetlen memóriahozzáférés lényege, hogy a processzor egy I/O művelet végrehajtásához szükséges információkat átadja egy, a processzortól független DMA (Direct Memory Access) vezérlőnek, amely ezt követően az adatátvitelt a memória és az I/O eszköz között önállóan irányítja. Ezáltal a processzor felszabadul más feladatok végrehajtására.

Regiszterei és feladatai : DMA-módregiszter, amely az adatátvitel irányára (memóriába írás, vagy memóriából történő olvasás) vonatkozó információkat tartalmaz; DMA-maszkregiszter, amely az egyes DMA átvitelt kérő vezérlővonalak letiltását (maszkolását) tartalmazza ; DMA-állapotregiszter, amely a vezérlő állapotával kapcsolatos információk tárolására szolgál