Datenverarbeitung für Ingenieure at TU Clausthal

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Was ist ein Register?

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Was ist der Cache?

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Was ist der Hauptspeicher?

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Was ist der Auslagerungsspeicher?

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Welche beiden grundlegend unterschiedlichen Zahlenarten gibt es auf Digitalrechnern und wozu dienen sie beispielhaft im Ingenieurwesen?

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Warum gibt es für jede dieser beiden Zahlenarten verschiedene Datentypen?

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Wie nennt man eine heterogen zusammengesetzte Datenstruktur mehrerer Daten und welche ingenieurwissenschaftliche Sache könnte man z.B. damit abbilden?

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Was genau bedeutet die dynamische Verwendung von Speicher, und warum ist sie sinnvoll?

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Was bedeutet eigentlich ein Echtzeitsystem? Welche besondere Funktionalität erfüllt ein solcher Rechner?

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Was ist eine Unterbrechungsanforderung, und wie läuft die Behandlung dieser ab?

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Wozu werden Unterbrechungsanforderungen benötigt? Geben Sie ein kurzes Ingenieurtechnisches Beispiel.

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Nennen Sie drei wichtige Grundelemente für Logikschaltkreise?

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Datenverarbeitung für Ingenieure

Was ist ein Register?

Teil in der CPU. Notwendig zum Rechnen.

Datenverarbeitung für Ingenieure

Was ist der Cache?

Schneller Speicher in unmittelbarer Nähe der CPU. Beschleunigt den Speicherzugriff.

Datenverarbeitung für Ingenieure

Was ist der Hauptspeicher?

Memory im Von-Neumann-Modell -> enthält Code und Daten

Datenverarbeitung für Ingenieure

Was ist der Auslagerungsspeicher?

Speicherplatz auf einem Massenspeicher (meist: Harddisk), im
Bereich von I/O. Dient zur Auslagerung.

Datenverarbeitung für Ingenieure

Welche beiden grundlegend unterschiedlichen Zahlenarten gibt es auf Digitalrechnern und wozu dienen sie beispielhaft im Ingenieurwesen?

  • Integer typischerweise für Zählschleifen in Algorithmen
  • Floating Point bei der Abbildung physikalischer Größen in den Rechner

Datenverarbeitung für Ingenieure

Warum gibt es für jede dieser beiden Zahlenarten verschiedene Datentypen?

Um die Speichernutzung zu optimieren: Der Typ wird so groß gewählt, dass die gewünschte Auflösung bzw. Anzahl von Werten zur Verfügung stehen, aber eben auch nicht größer.

Datenverarbeitung für Ingenieure

Wie nennt man eine heterogen zusammengesetzte Datenstruktur mehrerer Daten und welche ingenieurwissenschaftliche Sache könnte man z.B. damit abbilden?

  • Struktur oder struct (auch: record) 
  • Abgebildet werden können zusammenhängende Größen, die ein Objekt beschreiben, z.B. Ort, Geschwindigkeit, Temperatur in einer Datenstruktur

Datenverarbeitung für Ingenieure

Was genau bedeutet die dynamische Verwendung von Speicher, und warum ist sie sinnvoll?

Dynamisch heißt, dass der Speicher im Programmlauf vom Betriebssystem angefordert (allokiert) wird und auch wieder freigegeben wird. Es ist sinnvoll, da die Speichernutzung optimiert wird, da z.B. für kurzes Zwischenspeichern nicht unnötig Speicherplatz für andere Dinge blockiert wird.

Datenverarbeitung für Ingenieure

Was bedeutet eigentlich ein Echtzeitsystem? Welche besondere Funktionalität erfüllt ein solcher Rechner?

  • In einem Echtzeitsystem werden die Rechen- oder Reaktionszeiten aller Prozesse im Rahmen vordefinierter Werte (Zeitintervalle) eingehalten -> Rechtzeitigkeit.
  • Rechner arbeitet so, dass er immer rechtzeitig reagiert.

Datenverarbeitung für Ingenieure

Was ist eine Unterbrechungsanforderung, und wie läuft die Behandlung dieser ab?

  • Unterbrechungsanforderung ist ein Hardware-Signal (aus der Umgebung), das dem Prozessor eine bestimmte Situation signalisiert
  • Bearbeitung: Unterbrechung des aktuellen Programms nach Bearbeitung des letzten Befehls, falls Unterbrechungen zulässig sind. Speicherung aller wichtigen Werte für den Wiedereintritt, dann Aufruf der Interrupt-Service-Routine (ISR) zur Behandlung der Unterbrechungen, am Ende wird das bisherige Programm fortgesetzt.

Datenverarbeitung für Ingenieure

Wozu werden Unterbrechungsanforderungen benötigt? Geben Sie ein kurzes Ingenieurtechnisches Beispiel.

Signalisierung eines Knopfdrucks, z.B. Not-Aus, oder Erreichen eines Grenzwerts durch einen Sensor.

Datenverarbeitung für Ingenieure

Nennen Sie drei wichtige Grundelemente für Logikschaltkreise?

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