Rechnerarchitektur at Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden

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Welche Konflikte in der Pipeline können durch die Havard-Architektur teilweise vermieden
werden und warum ist dies so?

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Namen der Befehle innerhalb Neumannarchitektur, insgesamt 5 in deutsch

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Erläutern Sie kurz das Grundprinzip der ROM-Tabellen bei Parallel-Multiplizierern!

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Haben die ATmega-μC eine CISC- oder eine RISC-Architektur?

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Wer baute den ersten freiprogrammierbaren rechner, wie hieß der und wann?

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Was ist die Grundlage der modernen Rechner und wann wurde sie entwickelt?

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Wie kann man beim ATmega 169 herausfinden, welche Taste gedrückt wurde?

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Welche prinzipiellen Eigenschaften und Aufgaben hat das Speicherwerk eines Universalrechners?

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Wer entwarf und baute den ersten voll funktionsfähigen programmgesteuerten Rechner der Welt?

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Erläutern Sie kurz das Grundprinzip eines Carry-Look-Ahead-Addierers!

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Worin bestehen die grundlegenden Ziele einer hierarchischen Speicherstruktur?

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Rechnerarchitektur

Welche Konflikte in der Pipeline können durch die Havard-Architektur teilweise vermieden
werden und warum ist dies so?

Strukturelle Konflikt. Speicher wird benötigt bei Stufe 1 und 4; pro Befehl benötigt man auf jeden Fall
einmal Zugriff zum
Speicher: Beim IF wird der Befehl aus dem Speicher geholt, Beim Load/Store benötigt man aber
einen zusätzlichen Speicherzugriff, daher besser verschiedene Speicher für Daten und Instruktionen
Leistungsgewinn durc h Harvard-Architektur:
CPI(Konflikt) = CPI(Ideal) + P(Load)*Delay(Load) + P(Store)*Delay(Store)= 1 + 0.18*1 + 0.8*1=1.26 →
Verlust an Leistungsfähigkeit = 26% bei Verwendung von nicht H.-A.

Rechnerarchitektur

Namen der Befehle innerhalb Neumannarchitektur, insgesamt 5 in deutsch

  • arithmetische Befehle: Addition, Subtraktion

  • logische Befehle: AND, OR, XOR

  • Verschiebe-Operationen

  • Transferbefehle LOAD, STORE

  • Sprungbefehle UNBEDINGT, BEDINGT

Rechnerarchitektur

Was wird vom Scoreboarding berücksichtigt?

- Funktionseinheiten stehen bereit?
- Liegen die benötigten Operanden vor?
- welche Funktionseinheiten die Operanden liefern
- Ergebnisregister frei?

Rechnerarchitektur

Erläutern Sie kurz das Grundprinzip der ROM-Tabellen bei Parallel-Multiplizierern!

Tabellen enthalten die Ergebnisse aller sog. Tetradenmultiplikationen von 0000 * 0000 bis

1111 * 1111; Bei Multiplikation mehrstelliger Zahlen wird je eine Hexziffer des Multiplikators mit einer Hexziffer des Multiplikanden multipliziert; Zwischenergebnis wird aus ROM Table Adressauswahl- leitung ermittelt und steht in der damit adressierte Zelle; Zwischenergebnisse werden addiert

Rechnerarchitektur

Haben die ATmega-μC eine CISC- oder eine RISC-Architektur?

RISC

Rechnerarchitektur

Wer baute den ersten freiprogrammierbaren rechner, wie hieß der und wann?

Konrad Zuse

Z1

1938

Rechnerarchitektur

Was ist die Grundlage der modernen Rechner und wann wurde sie entwickelt?

Von-Neumann-Architektur

1944

Rechnerarchitektur

Wie kann man beim ATmega 169 herausfinden, welche Taste gedrückt wurde?
(Thema: Interrupt)
Man muss den Eingang des Ports abfragen. (Polling)

Rechnerarchitektur

Welche prinzipiellen Eigenschaften und Aufgaben hat das Speicherwerk eines Universalrechners?
Enthält ein Daten und Adressregister; in binärer Form Befehle UND Daten; Speicher aufgeteilt in Speicherzellen (Jede eindeutig adressiert, fortlaufend durchnummeriert, gleich groß)

Rechnerarchitektur

Wer entwarf und baute den ersten voll funktionsfähigen programmgesteuerten Rechner der Welt?
Zuse Z3 von Konrad Zuse; 1941

Rechnerarchitektur

Erläutern Sie kurz das Grundprinzip eines Carry-Look-Ahead-Addierers!

Ziel ist die Vermeidung langer Signallaufzeiten bei der Fortpflanzung des Übertrags;

Addierstufen bilden jeweils statt eines Übertrages zwei Signale;

Übertrag nur in zwei Fällen: Entweder beide Eingänge 1 oder übertrage vom vorhergehenden Volladdierer und zugleich mindestens ein Eingang 1 => Es lassen sich alle Überträge parallel in einem zweistufigen Schaltnetz bestimmen.

Rechnerarchitektur

Worin bestehen die grundlegenden Ziele einer hierarchischen Speicherstruktur?

Dem Nutzer soviel Speicher, wie in der billigsten Technologie verfügbar ist bieten; Zugriff mit der Geschwindigkeit der schnellsten Technologie bieten.

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