Λύσεις — Μάθημα 4.3 · Ο Επεξεργαστής (Έλεγχος Γνώσεων, σελ. 173) – ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΚΑΙ ΠΕΡΙΦΕΡΕΙΑΚΩΝ

Λύσεις — Μάθημα 4.3 · Ο Επεξεργαστής (Έλεγχος Γνώσεων, σελ. 173)

Απαντήσεις στις ερωτήσεις του βιβλίου για τα χαρακτηριστικά του επεξεργαστή (μία αριθμητική, επαληθευμένη με κώδικα).

Χαρακτηριστικά επεξεργαστή

Ερώτηση: Ποια είναι τα βασικά χαρακτηριστικά των επεξεργαστών;

Απάντηση:

• Συχνότητα λειτουργίας (ρολόι, MHz).
• Εύρος διαδρόμου δεδομένων (bits ταυτόχρονα).
• Εύρος διαδρόμου διευθύνσεων (θέσεις μνήμης = 2^εύρος).
• Εύρος ΑΛΜ & καταχωρητών (μήκος δεδομένων ανά εντολή).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Συχνότητα λειτουργίας, εύρος διαδρόμου δεδομένων, εύρος διαδρόμου διευθύνσεων, εύρος ΑΛΜ/καταχωρητών.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Κριτήριο: και τα 4 χαρακτηριστικά.

Συχνότητα ≠ μέτρο σύγκρισης

Ερώτηση: Γιατί η συχνότητα λειτουργίας δεν συγκρίνει διαφορετικούς επεξεργαστές;

Απάντηση:

• Γιατί κάθε επεξεργαστής, ανάλογα με την τεχνολογία του, χρειάζεται διαφορετικό αριθμό κύκλων ρολογιού για την ίδια εντολή.
• Π.χ. ο 8088 θέλει ~12 κύκλους/εντολή, ενώ νεότεροι 1–2 (ή πολλές εντολές/κύκλο) → στην ίδια συχνότητα ο νεότερος είναι πολύ γρηγορότερος.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Γιατί ο αριθμός κύκλων ανά εντολή διαφέρει ανά τεχνολογία — ίδια συχνότητα δεν σημαίνει ίδια ταχύτητα.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Κριτήριο: αναφορά «κύκλοι ανά εντολή» ανάλογα με την τεχνολογία.

Εύρος δεδομένων & ταχύτητα

Ερώτηση: Πώς επηρεάζει το εύρος του διαδρόμου δεδομένων την ταχύτητα;

Απάντηση:

• Καθορίζει πόσα bits μεταφέρονται ταυτόχρονα.
• Μεγαλύτερο εύρος → περισσότερα δεδομένα με μία κίνηση → γρηγορότερος (π.χ. 32-bit γράφει 4 bytes σε 1 βήμα, ο 8-bit σε 4).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Μεγαλύτερο εύρος = περισσότερα bits ταυτόχρονα = μεγαλύτερη ταχύτητα.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Κριτήριο: σύνδεση εύρους με bits/βήμα & ταχύτητα.

Άσκηση 4 — 30-bit διευθύνσεις

Ερώτηση: Πόσες θέσεις μνήμης προσπελαύνει επεξεργαστής με εύρος διαδρόμου διευθύνσεων 30 bits;

Λύση:

• Το πλήθος θέσεων = 2^(εύρος διευθύνσεων).
• Για 30 bits: 2³⁰ = 1.073.741.824 θέσεις ≈ 1 GByte.

Απάντηση: 2³⁰ = 1.073.741.824 θέσεις μνήμης (≈ 1 GB).

Πρόσεξε:

• Θέσεις = 2^εύρος (όχι εύρος × κάτι).
• Έλεγχος: 2³⁰ = 1.073.741.824 ✓

Εσωτερικό ≠ εξωτερικό εύρος

Ερώτηση: Πώς γίνεται ένας επεξεργαστής να έχει άλλο εύρος εξωτερικού διαδρόμου δεδομένων και άλλο εύρος καταχωρητών;

Απάντηση:

• Το εύρος καταχωρητών = εσωτερικός διάδρομος δεδομένων· το εξωτερικό εύρος αφορά την επικοινωνία με μνήμη/περιφερειακά — δεν είναι κατ' ανάγκη ίδια.
• 8088: καταχωρητές 16-bit, εξωτερικός διάδρομος 8-bit (ισχυρός CPU σε φθηνό 8-bit σύστημα· μεταφορές σε 2 βήματα).
• Pentium: καταχωρητές 32-bit, εξωτερικός διάδρομος 64-bit (μεταφέρει 64 bit σε 2 καταχωρητές 32-bit ταυτόχρονα → ταχύτητα).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Επειδή το εσωτερικό (καταχωρητές) & το εξωτερικό εύρος δεδομένων είναι ανεξάρτητα (π.χ. 8088:16/8, Pentium:32/64).

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Κριτήριο: διάκριση εσωτερικού/εξωτερικού εύρους + παράδειγμα.