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Rechnerarchitektur > Architekturen / von Neumann > Flashcards

Architekturen / von Neumann Flashcards

1
Q

Hauptbestandteile von Schaltwerken

A

Ein / Ausgangsklemmen

Verknüpfungsglieder

Schaltnetze

Speicherglieder

Verbindungsnetzwerk

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2
Q

Was bestimmt die Anzahl der inneren Zustände eines Schaltwerks?

A

Die Anzahl der Speicherglieder

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3
Q

Darstellung: Architekturebene

A

System und Verhaltensdarstellung

Hardware / Architekturbeschreibungssprachen

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4
Q

Darstellung: Register-Transfer-Ebene

A

Vernetzung von Komponenten, Modulen, Bussen

Hardwarebeschreibungssrpachen

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5
Q

Darstellung: Schaltungsebene

A

Bauelemente, Verbindungen, Technologie

Elektrische Netzwerke, Strom, Ladung

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6
Q

Turing-Maschine

A
  • einfaches theoretisches automatenmodal

Berechenbarkeit - Beschreibbarkeit - Aktzeptierbarkeit

Geeignet für Theoretische Betrachtungen

Ungeeignet für: Beschreibung realer Rechner

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7
Q

von Neumann Rechner

A

erweitertes Automatenmodel

geeignet für: Beschreibung praktischer, realer rechner

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8
Q

Schichtenmodel des Rechners

A

Programmiersprache

Assemblersprache

Betriebssystemmaschine

Befehlssatzarchitektur

Mikroprogrammsteuerwerk

Digitale Schaltwerke

Physikalische Struktur

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9
Q

Definition: CPU

A

Zentrale Verarbeitungseinheit mit Rechenwerk und Steuerwerk (Mikroprozessor)

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10
Q

Definition: Primärspeicher

A

Hauptspeicher (RAM

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11
Q

Definition: Sekundärspeicher

A

Zusatzspeicher mit direktem Zugriff (Festplatte)

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12
Q

Defintion: Archivspeicher

A

Zusatzspeicher mit verzögertem Zugriff (z.b. wechselmedien)

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13
Q

Definition: Systembus

A

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

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14
Q

Defintion: Ein / Ausgabegeräte

A

Kommunikation des Computers nach außen

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15
Q

Busstruktur: Princeton (Neumann)

A

Ein Speicher für Daten und Befehle

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16
Q

Busstruktur: Harvard

A

Ein Befehlsspeicher und ein Datenspeicher

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17
Q

Kontrollflussarchitektur

A

Daten werden direkt in Befehlen übergeben oder adressiert

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18
Q

Datenflussarchitektur

A

Befehle werden im Datenfluss mit übergeben oder durch den Datenfluss konfiguriert

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19
Q

Parallelitätsebenen?

A

Bitebene

Befehlsebene

Kontrollflußebene

Programmebene

Datenflußebene

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20
Q

Bit Level Parallelism

A

Mehrere Daten oder teile eines Datums werden parallel verarbeitet

21
Q

Instruction Level Paralelism

A

Mehrere Befehle eines Kontrollfulsses werden parallel ausgeführt

22
Q

Thread Level Parallelism

A

Mehrere Threads werden gleichzeitig ausgefüht

23
Q

Application Level Paralelims

A

mehrere Programme werden gleichzeitig ausgeführt (Multiprocessing)

24
Q

Data Flow Processing

A

Datenflußverarbeitung meistens sehr parallel

25
Q

fine grained parallelism?

A

Bit Level, Instruction Level

26
Q

coarse grained parallelism?

A

Thread Level, Application Level

27
Q

Welche Teile Bilden im Von Neumann Rechner die CPU

A

Rechenwerk, Steuerwerk

28
Q

Welche Teile hat der von Neumann Rechner?

A

Rechenwerk, Steuerwerk

Speicher

IO

Verbindungen

29
Q

Wie ist ein einfacher Befehl aufgebaut

A

Operationsanteil (Opcode) - Operandenanteil (Adresse)

30
Q

Steuerwerk: Befehlszähler

A

Adresse des nächsten auszuführenden Befehls, wird nach Ausführung automatisch erhöht

31
Q

Steuerwerk: Befehlsregister

A

Enthält aktuell zu bearbeitenden Befehl

32
Q

Steuerwerk: Befehlsdekoder

A

Dekodiert Opcode und initialisiert steuerschleife

33
Q

Steuerwerk: Zentrale Steuerschleife

A 
Realisiert den Befehlszyklus im Steuerwerk (=Kontrollfulss)
andere komponenten (=datenfluss)
34
Q

Komponenten des Steuerwerks?

A

Befehlszähler

Befehlsregister

Befehlsdekoder

Zentrale Steuerschleife

35
Q

Komponenten des Rechenwerks?

A

Verarbeitungseinheit (ALU)

Akkumulator Register (AKKU)

Statusregister (SR)

36
Q

Rechenwerk: Verarbeitungseinheit

A

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

37
Q

Rechenwerk: Akkumulator

A

Register für Operand 2 und Resultat

38
Q

Rechenwerk: Statusregister

A

Zwischenabspeicherung der Steuerdaten

39
Q

Komponenten des Speichers?

A

Speicherzellen

Adressdekodierer

Speicheradressregister

Speicherdatenregister

40
Q

Speicher: Speicherzellen

A

Speichert Daten :-)

41
Q

Speicher: Adressdekodierer

A

Dekodiert binär kodierte dress und wählt speichergelle aus

42
Q

Speicher: Speicheradressregister

A

Zwischenspeicherung der dekodierten speicheradresse

43
Q

Speicheradressdatenregister

A

Zwischenspeicherung der Daten

44
Q

Hauptelemente des Rechners?

A

Steuerwerk

Rechenwerk

Speicher

45
Q

Hauptbusse des Rechners?

A

Datenbus

Adressbus

Steuerbus

46
Q

Befehlszyklus des von Neumann rechners

A
  1. Befehl holen und dekodieren

2. Operand holen und operation ausführen

47
Q

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

A
  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,
48
Q

Schritte in Phase 1 des Befehlszyklus:

Befehl holen und dekodieren

A
  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
49
Q

Engpässe bei von Neumann

A

Nur ein Bus / Speicher für Daten / Befehle

Keine Parallelität

Nur ein Kontrollpfad

Rechnerarchitektur (8 decks)

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