Probeklausur

Question 1

Aufgabe 1

Für einen Chip fester Größe besagt das Moore’sche Gesetz, dass…

Answer 1

• Die Anzahl der Transistoren pro Chip vervierfacht sich alle zwei Jahre.
• Die Fläche, die für einen Transistor benötigt wird, sich alle 18-24 Monate halbiert.

Question 1

Aufgabe 1

Die Pipeline mit 5 Stufen, die in der Vorlesung vorgestellt wurde, wird mit 5 Instruktionen gefüllt. Die Instruktionen hängen nicht voneinander ab, und es gibt keine Sprünge.
Wie viele Zyklen werden benötigt?

Answer 1

Die Verarbeitung aller Instruktionen erfordert insgesamt 5 Zyklen.

Question 1

Aufgabe 1

In mehrschichtigen Architekturen kann man zwischen Übersetzung und Interpretation unterscheiden. Welche Aussagen sind wahr?

Answer 1

• Übersetzung führt zu einer höheren Ausführungsgeschwindigkeit als Interpretation.
• Übersetzung kompiliert Programme, während Interpretation sie ausführt.

Question 2

Aufgabe 1

Im vorherigen Beispiel erfordert die modifizierte Instruktion 4 das Ergebnis von Instruktion 3 als Operand. Wie viele Zyklen werden jetzt benötigt?

Answer 2

Die Verarbeitung aller Instruktionen erfordert insgesamt 11 Zyklen.

Question 3

Aufgabe 7

Welche Aussagen über die IA-64- und IA-32-Architekturen sind wahr?

Answer 3

• Itanium ist eine RISC-Architektur.
• Itanium hat einen Register-Stack direkt auf der CPU.

Question 4

Aufgabe 7

Welche Aussagen über die Itanium-Architektur sind wahr?

Answer 4

• Itanium kann bis zu 6 Instruktionen in einem einzigen Zyklus laden.
• Itanium kann bedingte Zuweisungen in einer Instruktion ausdrücken.

Question 5

Aufgabe 7

Welche Aussagen bezüglich des Von-Neumann-Flaschenhalses sind wahr?

Answer 5

• Der Von-Neumann-Flaschenhals besteht aus Daten und Instruktionen, die über denselben Bus übertragen werden.
• Der Von-Neumann-Flaschenhals kann durch die Harvard-Architektur gemindert werden.

Question 6

Aufgabe 7

Welche Aussagen über Register und Stacks sind wahr?

Answer 6

• Stacks eignen sich gut zum temporären Speichern von Registern.
• Stacks basieren auf dem LIFO-Prinzip.

Question 7

Aufgabe 7

Welche Aussagen über paralleles Rechnen sind wahr?

Answer 7

• Paralleles Rechnen wird durch das Erreichen höherer Leistung motiviert.
• Multithreading muss von Anwendungen unterstützt werden.

Question 8

Aufgabe 5

Oben ist die MIC-1-Mikroarchitektur gegeben. Welche Aussagen sind dazu wahr?

Answer 8

• H <- H + PC ist eine gültige Instruktion.
• Ein bedingter Sprung kann nicht zu zwei beliebigen Adressen springen.

Question 9

Aufgabe 5

Welche Aussagen über die MIC-1-Mikroarchitektur sind wahr?

Answer 9

• Das Lesen eines Wortes aus dem Speicher erfordert zwei Taktzyklen.
• Es gibt einen Sprung nach jeder Mikrocode-Instruktion.

Question 10

Aufgabe 5

Welche ALU-Einstellungen realisieren die Instruktion H = 2 x (H + MDR +1)?

Answer 10

• F0 = 1
• F1= 1
• ENA = 1
• ENB = 1
• INVA = 0
• INC = 1
• Arithmetischer Linksschritt

Question 11

Aufgabe 6

Welche Funktion wird in dieser Prodezur implementiert? Welches Calling-Konvention wird verwendet?

Answer 11

• func(x): x!
• Die verwendete Calling-Konvention ist _cdecl

Question 12

Aufgabe 6

Wie viele Funktionsaufrufe von func werden insgesamt mit func(x) erstellt?

Answer 12

Insgesamt wird func 5-mal ausgerufen

Question 13

Aufgabe 6

Werte, die im Speicher gespeichert sind:

• Byte 3 = ?
• Byte 2 = ?

Answer 13

• Byte 3 = 0x08
• Byte 2 = 0x04

Question 14

Aufgabe 6

Welche Aussagen zur Endrekursion sind wahr?

Answer 14

• Endrekursion ermöglicht Rekursionen mit beliebigen Längen.
• Endrekursion erfordert, dass die Rekursion die letzte Instruktion der Funktion ist.

Question 15

Aufgabe 2

Welche Aussagen über Zeichenkodierung sind wahr?

Answer 15

• Eine Ein-Byte-Kodierung kann 256 Zeichen darstellen.
• Jede US-ASCII-Darstellung ist auch eine gültige UTF-8-Darstellung.

Question 16

Aufgabe 2

Welche Aussagen über DMA-Controller sind wahr? (1)

Answer 16

• Ein DMA-Controller kopiert Daten von Geräten in den Speicher.
• Mithilfe eines Interrupts signalisiert der DMA-Controller, dass das Kopieren der Daten abgeschlossen ist.

Question 17

Aufgabe 2

Welche Aussagen über DMA-Controller sind wahr? (2)

Answer 17

• Ein Vorteil von DMA-Controllern ist die reduzierte Anzahl an Speicherzugriffen.
• Der DMA-Controller kommuniziert mit dem Speicher über einen Bus.

Question 18

Aufgabe 2

Welche Aussagen über programmierbare Interrupt-Controller (PIC) sind wahr?

Answer 18

• Das Interrupt-Service-Register zeigt an, welche Interrupts gerade bearbeitet werden.
• Das Interrupt-Request-Register zeigt an, welcher IO-Controller einen Interrupt auslösen möchte.

Question 19

Aufgabe 4

Angenommen, ein Bildschirm hat eine Auflösung von 1920 × 1080 Pixeln, eine Diagonale von 15cm, 8 Bit Farbtiefe pro Kanal, 3 Kanäle, und 88 Pixel pro cm (PPCM). Wie viele Bytes benötigt ein Framebuffer, um das Bild anzuzeigen?

Answer 19

(1920 × 1080 × 8 x 3) / 8 = 6.220.800 Bytes

Question 20

Aufgabe 4

Welche Aussagen über Grafikhardware sind wahr?

Answer 20

• ASCII-Zeichen, die in den Video-RAM geschrieben werden, werden direkt auf dem Bildschirm angezeigt.
• Die GPU entlastet die CPU bei Zeichenoperationen.

Question 21

Aufgabe 2

Welche Aussagen über CRT/TFT-Bildschirme sind wahr?

Answer 21

• LCD-Bildschirme haben zwei Polarisationsfilter.
• LCD-Bildschirme erzeugen Farben, indem sie drei Subpixel verwenden.

Question 22

Aufgabe 4

Welche Aussagen über die vertikale Synchronisation bei CRT-Bildschirmen sind wahr?

Answer 22

• Die vertikale Synchronisation aktualisiert den Framebuffer während der vertikalen Lernintervalle.
• Ohne vertikale Synchronisation können Renderprobleme während Animationen auftreten.

Question 23

Aufgabe 1

Ordne die Schritte einer 5-Stufen-Pipeline:

• Schrittname | Nummer
• Write Back (WB) | ?
• Instruction Decode (ID) | ?
• Operand Fetch (OF) | ?
• Instruction Fetch (IF) | ?
• Execute (E) | ?

Answer 23

• Schrittname | Nummer
• Write Back (WB) | 5
• Instruction Decode (ID) | 2
• Operand Fetch (OF) | 3
• Instruction Fetch (IF) | 1
• Execute (E) | 4

Question 24

Aufgabe 1

Welche Aussagen über RISC/CISC-Architekturen sind wahr?

Answer 24

• Im Allgemeinen sind Programme für eine CISC-Architektur kleiner als für RISC-Architekturen.
• Instruktionen für eine CISC-Architektur können durch Mikrocode interpretiert werden.

Question 25

Aufgabe 3

Angenommen, eine Festplatte hat 64 Sektoren pro Spur, 1000 Zylinder, 4 Köpfe, eine Kapazität von 512 Bytes pro Sektor und 120 Umdrehungen pro Sekunde. Wie groß ist die Gesamtkapazität in Bytes?

Answer 25

64 x 1000 x 4 x 512 Bytes

Question 26

Aufgabe 3

Angenommen, eine Festplatte hat 64 Sektoren pro Spur, 1000 Zylinder, 4 Köpfe, eine Kapazität von 512 Bytes pro Sektor und 120 Umdrehungen pro Sekunde.
Was ist die maximale Lesegeschwindigkeit in Bytes/Sekunde? Angenommen, alle Köpfe können parallel lesen.

Answer 26

512 x 64 x 120 x 4

Question 27

Aufgabe 4

Welche Aussagen über CDs
sind wahr?

Answer 27

• Die Daten auf einer CD werden in streng sequenzieller Reihenfolge geschrieben.
• Jeder Sektor einer CD enthält seine eigene Sektornummer.

Question 28

Aufgabe 3

Welche Aussagen über RAIDs sind wahr?

Answer 28

• Software-RAID erfordert Unterstützung durch das Betriebssystem
• RAID 5 erhöht die Leistung

Question 29

Aufgabe 3

Der Lesekopf hat sich von Spur 9000 zu Spur 10000 bewegt. Jetzt wird von Sektoren auf den Spuren 30000, 50000 und 60000 gelesen. Wie viele Tracks werden von den Algorithmen First-In-First-Out (FIFO), Shortest Seek First (SSF) und Elevator (SCAN) durchlaufen? Ignorieren Sie die anfängliche Bewegung von Spur 9000 zu 10000.

Answer 29

• FIFO: 20.000 + 25.000 + 55.000 = 100.000
• SSF: 5.000 + 25.000 + 30.000 = 60.000
• FSA: (30.000 - 10.000) + (60.000 - 30.000) + (60.000 - 5000) = 105.000