Architekturen / von Neumann

Question 1

Hauptbestandteile von Schaltwerken

Answer 1

Ein / Ausgangsklemmen

Verknüpfungsglieder

Schaltnetze

Speicherglieder

Verbindungsnetzwerk

Question 2

Was bestimmt die Anzahl der inneren Zustände eines Schaltwerks?

Answer 2

Die Anzahl der Speicherglieder

Question 3

Darstellung: Architekturebene

Answer 3

System und Verhaltensdarstellung

Hardware / Architekturbeschreibungssprachen

Question 4

Darstellung: Register-Transfer-Ebene

Answer 4

Vernetzung von Komponenten, Modulen, Bussen

Hardwarebeschreibungssrpachen

Question 5

Darstellung: Schaltungsebene

Answer 5

Bauelemente, Verbindungen, Technologie

Elektrische Netzwerke, Strom, Ladung

Question 6

Turing-Maschine

Answer 6

• einfaches theoretisches automatenmodal

Berechenbarkeit - Beschreibbarkeit - Aktzeptierbarkeit

Geeignet für Theoretische Betrachtungen

Ungeeignet für: Beschreibung realer Rechner

Question 7

von Neumann Rechner

Answer 7

erweitertes Automatenmodel

geeignet für: Beschreibung praktischer, realer rechner

Question 8

Schichtenmodel des Rechners

Answer 8

Programmiersprache

Assemblersprache

Betriebssystemmaschine

Befehlssatzarchitektur

Mikroprogrammsteuerwerk

Digitale Schaltwerke

Physikalische Struktur

Question 9

Definition: CPU

Answer 9

Zentrale Verarbeitungseinheit mit Rechenwerk und Steuerwerk (Mikroprozessor)

Question 10

Definition: Primärspeicher

Answer 10

Hauptspeicher (RAM

Question 11

Definition: Sekundärspeicher

Answer 11

Zusatzspeicher mit direktem Zugriff (Festplatte)

Question 12

Defintion: Archivspeicher

Answer 12

Zusatzspeicher mit verzögertem Zugriff (z.b. wechselmedien)

Question 13

Definition: Systembus

Answer 13

Verbindet alle Komponenten des Computers (z.B. PCI)

Question 14

Defintion: Ein / Ausgabegeräte

Answer 14

Kommunikation des Computers nach außen

Question 15

Busstruktur: Princeton (Neumann)

Answer 15

Ein Speicher für Daten und Befehle

Question 16

Busstruktur: Harvard

Answer 16

Ein Befehlsspeicher und ein Datenspeicher

Question 17

Kontrollflussarchitektur

Answer 17

Daten werden direkt in Befehlen übergeben oder adressiert

Question 18

Datenflussarchitektur

Answer 18

Befehle werden im Datenfluss mit übergeben oder durch den Datenfluss konfiguriert

Question 19

Parallelitätsebenen?

Answer 19

Bitebene

Befehlsebene

Kontrollflußebene

Programmebene

Datenflußebene

Question 20

Bit Level Parallelism

Answer 20

Mehrere Daten oder teile eines Datums werden parallel verarbeitet

Question 21

Instruction Level Paralelism

Answer 21

Mehrere Befehle eines Kontrollfulsses werden parallel ausgeführt

Question 22

Thread Level Parallelism

Answer 22

Mehrere Threads werden gleichzeitig ausgefüht

Question 23

Application Level Paralelims

Answer 23

mehrere Programme werden gleichzeitig ausgeführt (Multiprocessing)

Question 24

Data Flow Processing

Answer 24

Datenflußverarbeitung meistens sehr parallel

Question 25

fine grained parallelism?

Answer 25

Bit Level, Instruction Level

Question 26

coarse grained parallelism?

Answer 26

Thread Level, Application Level

Question 27

Welche Teile Bilden im Von Neumann Rechner die CPU

Answer 27

Rechenwerk, Steuerwerk

Question 28

Welche Teile hat der von Neumann Rechner?

Answer 28

Rechenwerk, Steuerwerk Speicher IO Verbindungen

Question 29

Wie ist ein einfacher Befehl aufgebaut

Answer 29

Operationsanteil (Opcode) - Operandenanteil (Adresse)

Question 30

Steuerwerk: Befehlszähler

Answer 30

Adresse des nächsten auszuführenden Befehls, wird nach Ausführung automatisch erhöht

Question 31

Steuerwerk: Befehlsregister

Answer 31

Enthält aktuell zu bearbeitenden Befehl

Question 32

Steuerwerk: Befehlsdekoder

Answer 32

Dekodiert Opcode und initialisiert steuerschleife

Question 33

Steuerwerk: Zentrale Steuerschleife

Answer 33

``` Realisiert den Befehlszyklus im Steuerwerk (=Kontrollfulss) andere komponenten (=datenfluss) ```

Question 34

Komponenten des Steuerwerks?

Answer 34

Befehlszähler Befehlsregister Befehlsdekoder Zentrale Steuerschleife

Question 35

Komponenten des Rechenwerks?

Answer 35

Verarbeitungseinheit (ALU) Akkumulator Register (AKKU) Statusregister (SR)

Question 36

Rechenwerk: Verarbeitungseinheit

Answer 36

ALU - führt rechenoperation auf Operanden durch und legt Ergebnis in Akkumulator

Question 37

Rechenwerk: Akkumulator

Answer 37

Register für Operand 2 und Resultat

Question 38

Rechenwerk: Statusregister

Answer 38

Zwischenabspeicherung der Steuerdaten

Question 39

Komponenten des Speichers?

Answer 39

Speicherzellen Adressdekodierer Speicheradressregister Speicherdatenregister

Question 40

Speicher: Speicherzellen

Answer 40

Speichert Daten :-)

Question 41

Speicher: Adressdekodierer

Answer 41

Dekodiert binär kodierte dress und wählt speichergelle aus

Question 42

Speicher: Speicheradressregister

Answer 42

Zwischenspeicherung der dekodierten speicheradresse

Question 43

Speicheradressdatenregister

Answer 43

Zwischenspeicherung der Daten

Question 44

Hauptelemente des Rechners?

Answer 44

Steuerwerk Rechenwerk Speicher

Question 45

Hauptbusse des Rechners?

Answer 45

Datenbus Adressbus Steuerbus

Question 46

Befehlszyklus des von Neumann rechners

Answer 46

1. Befehl holen und dekodieren | 2. Operand holen und operation ausführen

Question 47

Schritte in Phase 2. des Befehlszyklus: Operand holen und Operation ausführen

Answer 47

1. (OF: Operand Fetch) entweder es wird operand aus Speicher geladen und in akkumulationsregister gelegt oder es wird datum aus akkumulationsregister in Speicher geschrieben 2. (EX: Execute) Ausführung in ALU, Status in statusregister,

Question 48

Schritte in Phase 1 des Befehlszyklus: | Befehl holen und dekodieren

Answer 48

1. (IF Instruction Fetch) Befehlszähler lesen → Befehl aus Speicher holen in befehlsregster schreiben → +1 befehlszäher 2. (ID Instruction Decode) Opcode dekodieren, an mikrosteuerwerk übergen an zentrale schleife übergeben

Question 49

Engpässe bei von Neumann

Answer 49

Nur ein Bus / Speicher für Daten / Befehle Keine Parallelität Nur ein Kontrollpfad