Pytania przykładowe do kolokwium z przedmiotu
"Architektury komputerów i systemy operacyjne"
Część I
(listopad 2011)
Pytania mają charakter przykładowy i nie obejmują całego materiału wymaganego do kolokwium
A. Podstawowe zasady działania komputera
1. Omówić koncepcję programu w modelu komputera wg von Neumanna.
2. Wyjaśnić znaczenie terminu lista rozkazów procesora.
3. Jaką rolę w trakcie wykonywania programu przez procesor pełni wskaz
nik instrukcji (licznik
rozkazów)?
4. Omówić klasę rozkazów (instrukcji) procesora, które mają zdolność do zmiany naturalnego
porządku wykonywania rozkazów.
5. Omówić funkcje znaczników CF i ZF w rejestrze stanu procesora (rejestrze znaczników).
6. Czym różnią się rozkazy sterujące warunkowe od bezwarunkowych?
7. W jakim celu w niektórych rozkazach wprowadza się adresowanie bazowo-indeksowe?
8. Omówić technikę wyodrębniania zawartości pól bitowych.
B. Kodowanie danych i instrukcji
1. Omówić różne rodzaje kodowania liczb binarnych w komputerze.
2. Podać w przybliżeniu zakresy liczb, które mogą kodowane
w postaci binarnej jako liczby bez znaku na 8, 16 lub 32
bitach.
00430F76H
3. W komórkach pamięci operacyjnej o adresach
00430F75H
0x00430F74 i 0x00430F75 została zapisana liczba 259 w
00430F74H postaci 16-bitowej liczby binarnej. Podać zawartości tych
komórek w postaci binarnej przy założeniu, że w
komputerze stosowana jest konwencja mniejsze wyżej
(ang. big endian). W komputerze stosowana jest pamięć o organizacji bajtowej.
4. Omówić technikę porównywania liczb stałoprzecinkowych stosowaną w procesorach zgodnych
z architekturą x86.
5. Dlaczego obliczenia na liczbach stałoprzecinkowych są kłopotliwe, jeśli działania wykonywane
są na wartościach bardzo dużych i bardzo małych?
6. Poniżej podano reprezentację binarną dwóch 32-bitowych liczb binarnych
zmiennoprzecinkowych (format float) x i y. Która z tych liczb jest większa? Wskazówka: w
formacie 32-bitowym wykładnik jest przesunięty o 127.
x 1 10000100 00100011000000100011100
y 1 10000000 00100011000000100011100
7. Dlaczego w formatach liczb zmiennoprzecinkowych zgodnych z normą 754 nie występuje bit
znaku wykładnika.
C. Operacje stosu i podprogramy
1. W jaki sposób interpretuje się zawartość rejestru wskaz
nika stosu ESP w procesorach zgodnych
z architekturą x86?
2. Co oznacza sformułowanie: "stos rośnie w kierunku malejących adresów"?
3. W jakim celu rozkaz wywołania podprogramu pozostawia ślad na stosie?
4. W jaki sposób w programie wywołuje się funkcje systemu operacyjnego?
5. Wyjaśnić znaczenie terminu interfejs programowania aplikacji (ang. API  Application
Programming Interface).
D. Sterowanie urządzeniami zewnętrznymi
1. Wyjaśnić różnice w sposobie komunikacji procesora z urządzeniami zewnętrznymi poprzez
pamięć współadresowalną i poprzez porty.
2. W jakim celu przed rozpoczęciem obsługi przerwania sprzętowego na stosie zapisywany jest
ślad ?
3. Omówić podstawowe elementy systemu przerwań stosowanego w komputerach PC.
4. Jaką rolę w obsłudze przerwań sprzętowych pełni tablica deskryptorów przerwań?
5. Na czym polega różnica między przerwaniami sprzętowymi a wyjątkami generowanymi przez
procesor?
E. Hierarchia pamięci
1. W jakim podzespole komputera wykorzystuje się obserwacje znane jako zasada lokalności?
2. Co oznaczają terminy trafienie i chybienie w odniesieniu do pamięci podręcznej?
3. Na czym polega technika dostępu do pamięci podręcznej z odwzorowaniem bezpośrednim?
4. Omówić schemat współdziałania różnych rodzajów pamięci w komputerze znany jako
hierarchia pamięci.
5. W jaki sposób implementuje się pamięć wirtualną za pomocą stronicowania.
6. Omówić własności typowych pamięci dyskowych.
7. W jaki celu tworzone są zespoły dysków RAID?
F. Zagadnienia zaawansowanej architektury komputerów
1. Omówić koncepcje leżące u podstaw konstrukcji procesorów o architekturze RISC.
2. Scharakteryzować trudności wykonywania rozkazów przez procesor w trybie przetwarzania
potokowego.
3. Omówić podstawowe zasady pracy systemów wielozadaniowych
4. Na czym polega różnica między procesami ciężkimi a lekkimi?
5. Czy różnią się procesory wielordzeniowe od wielowątkowych?