I/O Flashcards

Vorlesungsfolien

1
Q

ASCII Terminals

Was ist der Unterschied zwischen Raw Mode und Cooked Mode bei ASCII Terminals?

A
  • Im Raw Mode (nicht-kanonischer Modus) wird jedes Zeichen so übergeben, wie es auf der Tastatur eingegeben wurde, einschließlich Steuerzeichen.
  • Im Cooked Mode (kanonischer oder zeilenorientierter Modus) werden Löschoperationen und ähnliche Funktionen vom Treiber realisiert und eine komplette Zeile nach RETURN übergeben.
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2
Q

ASCII Terminals

Was sind ANSI Escape-Sequenzen?

A

ANSI Escape-Sequenzen sind Steuerzeichenfolgen, die verwendet werden, um Cursorbewegungen, Bildschirmsteuerungen und andere Textformatierungsfunktionen in ASCII Terminals durchzuführen.

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3
Q

ASCII Terminals

Was ist ein RS-232 Terminal?

A
  • Ein RS-232 Terminal tauscht Daten bitweise mit dem Computer aus und unterstützt nur ein zeichenbasiertes UI.
  • Im Terminal selbst wird keine Applikations-Logik ausgeführt.
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4
Q

Grafik-Hardware und Framebuffer

Was ist ein Sicherheitsrisiko bei der Verwendung von Framebuffern?

A

Ein Beispiel für ein Sicherheitsrisiko ist, dass Anwendungen überall hinschreiben können, was zu Sicherheitslücken führen kann

  • z.B. wenn eine Anwendung nach der PIN fragt, ohne dass das Betriebssystem dies kontrolliert.
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5
Q

Grafik-Hardware und Framebuffer

Was sind die Nachteile eines Framebuffers?

A
  • geringe Auflösung
  • sind zu langsam für höhere Auflösungen und 3D-Effekte
  • Anwendungen müssen alles selbst machen, da das Betriebssystem keine Kontrolle hat.
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6
Q

Grafik-Hardware und Framebuffer

Was speichert Video RAM und wie wirkt sich das auf den Bildschirm aus?

A
  • Video RAM speichert 2 Byte: Das Zeichen und sein Attribut.
  • Das Schreiben auf das Video RAM führt sofort zu Änderungen auf dem Bildschirm.
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7
Q

Grafik-Hardware und Framebuffer

Was ist ein Framebuffer und wie funktioniert er?

A
  • Ein Framebuffer ist ein Bereich im Hauptspeicher, der als Grafikspeicher dient.
  • Betriebssystem oder Anwendungen können Pixel einzeln setzen und löschen. Es ist jedoch sehr langsam und eignet sich nicht für komplexe Grafiken.
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8
Q

Grafik-Hardware und Framebuffer

In welchen Geräten werden Framebuffer hauptsächlich verwendet und warum?

A

Framebuffer werden in energiesparenden Geräten, billigen Geräten, Mobiltelefonen, PDAs und Unterhaltungselektronik verwendet, da sie keine GPU benötigen, die viel Energie verbraucht oder teuer und platzraubend ist.

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9
Q

Grafik-Hardware und Framebuffer

Wo befindet sich der Grafikkartenspeicher und welche Modelle gibt es?

A

Der Grafikkartenspeicher kann sich auf der Grafikkarte selbst befinden, den Hauptspeicher mitbenutzen oder ein hybrides Modell verwenden, bei dem der Hauptspeicher insbesondere für Texturen genutzt wird.

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10
Q

2D- und 3D-Beschleuniger

Warum sind 3D-Beschleuniger effizienter als das Zeichnen von 3D-Szenen mit 2D-Primitiven?

A

3D-Beschleuniger sind effizienter, weil sie die Berechnung von Polygonen, Schatten, Kantenglättung und Texturen von der CPU auf die GPU verlagern und das Betriebssystem nur noch Gittermodelle, Texturen und Beleuchtungen übermittelt.

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11
Q

2D- und 3D-Beschleuniger

Was ist der Vorteil eines 2D-Beschleunigers gegenüber einem Framebuffer?

A

Ein 2D-Beschleuniger entlastet die CPU, indem er Hardwareunterstützung für Zeichenoperationen bietet und das Betriebssystem nur noch Zeichenbefehle an die GPU schickt.

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12
Q

CRT und Flat Panel Displays

Wie synchronisiert das Betriebssystem die Grafik mit dem Video-Beam?

A

Das Betriebssystem kann die Grafik mit dem Video-Beam synchronisieren, indem es Videos Bild für Bild an die Grafikkarte übermittelt und die Bilder idealerweise hinter dem Video-Beam geschrieben werden.

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13
Q

CRT und Flat Panel Displays

Was ist die Funktion der Austastlücke beim TV?

A

Die Austastlücke ist die Zeit, in der der Kathodenstrahl von unten rechts nach oben links (vertikale Austastlücke) oder von rechts nach links und eine Zeile runter (horizontale Austastlücke) zurückläuft, wobei kein Bildsignal übertragen wird.

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14
Q

CRT und Flat Panel Displays

Was ist der Unterschied zwischen passiven Matrix-Displays und TFT-LCDs?

A

Passive Matrix-Displays verwenden vertikale und horizontale Drähte zur Steuerung der Pixel, während TFT-LCDs Dünnfilmtransistoren für jedes Pixel verwenden, was eine bessere Bildqualität ermöglicht.

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15
Q

CRT und Flat Panel Displays

Wie wird Farbe auf einem TFT-LCD-Display erzeugt?

A

Farbe wird erzeugt, indem weißes Licht pro Pixel in die Subpixel Rot, Grün und Blau separiert wird. Jedes Subpixel wird einzeln geschaltet, und 3 Subpixel zusammen ergeben ein Farbpixel.

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16
Q

CRT und Flat Panel Displays

Was sind die Hauptkriterien für die Qualität eines LCDs?

A

Die Hauptkriterien für die Qualität eines LCDs sind Licht pro Quadratzentimeter, Blickwinkelabhängigkeit und Schaltgeschwindigkeit.

17
Q

Bussysteme

Was ist ein ISA-Bus und welche Varianten gibt es?

A
  • Ein ISA-Bus (Industry Standard Architecture) ist ein altes Bussystem für PCs.
  • Es gibt 8-Bit-ISA (IBM XT-Architektur) mit 4,77 MHz und 4,5 MByte/sec
  • Es gibt 16-Bit-ISA (IBM AT-Architektur) mit 8,33 MHz und 16 MByte/sec.
18
Q

Bussysteme

Was ist der Unterschied zwischen PCI und PCI-Express?

A
  • PCI ist ein Bussystem mit paralleler Datenübertragung, während PCI-Express eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung mit serieller Datenübertragung ist.
  • PCI-Express lässt sich von der Software wie PCI ansprechen und kombiniert mehrere bitserielle „Lanes“
19
Q

Bussysteme

Was ist AGP und wofür wird es verwendet?

A

AGP (Accelerated Graphics Port) ist eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung, die der Grafikkarte schnellen Zugriff auf den Hauptspeicher ermöglicht, hauptsächlich für grafikintensive Anwendungen.

20
Q

Bussysteme

Was ist der ATA-Standard und wofür wird er verwendet?

A

Der ATA-Standard (AT-Attachment) verbindet Festplatten, CD-ROMs und andere Speichergeräte mit dem Motherboard. Verschiedene Modi wie PIO, DMA und UDMA wurden entwickelt, um die Datenübertragung zu unterstützen.

21
Q

Bussysteme

Was ist der Unterschied zwischen Parallel-ATA und Serial-ATA?

A

Parallel-ATA überträgt Daten parallel über mehrere Drähte, während Serial-ATA die Daten seriell überträgt, was höhere Transferraten ermöglicht. Serial-ATA hat auch neue Stecker und Kabel.

22
Q

Bussysteme

Was ist eine GPU und welche Vorteile bietet sie?

A

Eine GPU (Graphics Processing Unit) ist ein spezialisierter Prozessor für die Berechnung von Grafiken. Sie entlastet die CPU, indem sie Zeichenoperationen und komplexe Berechnungen übernimmt, was zu einer höheren Leistung und Effizienz führt.

23
Q

Bussysteme

Was ist die Aufgabe eines Blitter Co-Prozessors im Amiga 500?

A

Der Blitter Co-Prozessor im Amiga 500 übernimmt das Umkopieren von Speicherblöcken, z.B. das Malen von Spielfiguren und Punkten auf das Spielfeld, wodurch animierte Grafiken beschleunigt werden.

24
Q

Bussysteme

Wie funktioniert der Blitter Co-Prozessor beim Malen von Spielfiguren?

A

Der Blitter Co-Prozessor verwendet zwei Schritte: Zuerst wird die Maske mit der Operation AND kopiert, dann die „bunte“ Bitmap mit der Operation OR, um die Spielfigur auf das Spielfeld zu malen.

25
Q

Betriebssysteme und Grafikverarbeitung

Was sind die Hauptaufgaben eines Betriebssystems in Bezug auf Grafikverarbeitung?

A

Das Betriebssystem stellt Grafik-APIs zur Verfügung, setzt Fenster durch (Clipping) und bietet eine einheitliche API für verschiedene GPUs, z.B. Windows GDI für Pixel, Linien, Rechtecke, Ellipsen, Bitmaps und Schriften.

26
Q

Betriebssysteme und Grafikverarbeitung

Was ist Clipping in der Grafikverarbeitung?

A

Clipping ist eine Technik, bei der das Betriebssystem sicherstellt, dass eine Applikation nur innerhalb ihres Fensters zeichnen kann und alles außerhalb des Fensters abgeschnitten wird.

27
Q

Drucker

Welche Technologien ermöglichen das Drucken von Grautönen mit einem Laserdrucker?

A

„Halftone dots“ werden verwendet, um verschiedene Grautöne zu drucken, indem die Punktdichte variiert wird.

28
Q

Weitere Bussysteme und Festplatten

Welche Kriterien sind wichtig für ein Bussystem?

A

Wichtige Kriterien für ein Bussystem sind Durchsatz (in MBit/sec oder MHz und Busbreite), Anzahl der Controller und Bus-Arbitrierung (wie sich verschiedene Controller den Bus teilen).

29
Q

Weitere Bussysteme und Festplatten

Wie können Bussysteme den Durchsatz steigern?

A

Bussysteme können den Durchsatz steigern, indem sie höhere Frequenzen (MHz), breitere Busse (mehr Bits) und effizientere Bus-Arbitrierung verwenden.

30
Q

Weitere Bussysteme und Festplatten

Was ist ein Sicherheitsrisiko beim Zeichnen direkt in das Video RAM?

A

Anwendungen können überall hinschreiben, was zu Sicherheitslücken führen kann, da das Betriebssystem keine Kontrolle hat und Anwendungen sensitive Informationen wie PINs abfragen können.