Rechnerarchitektur an der Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden

Karteikarten und Zusammenfassungen für Rechnerarchitektur an der Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden

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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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Namen der Befehle innerhalb Neumannarchitektur, insgesamt 5 in deutsch

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

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

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Worin besteht der grundlegende Unterschied zwischen der von-Neumann- und der Harvard-Architektur? Welche grundlegende Gemeinsamkeiten besteht zwischen beiden?

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Erläutern Sie kurz den Grundaufbau der Harvard-Architektur und benennen Sie Vor- und Nachteile

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Charakterisieren Sie die von-Neumann-Architektur. Worin bestand deren bedeutendste Neuerung und was wurde dadurch ermöglicht?

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Beschreiben Sie kurz das Prinzip des von-Neumann-Rechners!

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Welche prinzipiellen Eigenschaften und Aufgaben hat das Speicherwerk eines Universalrechners?

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Welche Nachteile hat die gemeinsame Speicherung von Daten und Befehlen?

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Welche prinzipiellen Eigenschaften und Aufgaben hat das Rechenwerk eines Universalrechners?

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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

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

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

Rechnerarchitektur

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

Rechnerarchitektur

Worin besteht der grundlegende Unterschied zwischen der von-Neumann- und der Harvard-Architektur? Welche grundlegende Gemeinsamkeiten besteht zwischen beiden?
Harvard: je ein Befehls- und Datenbus => schneller gleichzeitiger Zugriff auf Code und Daten; kommt hauptsächlich in Signalprozessoren und Mikrocontrollern zum Einsatz
Neumann: nur ein Bus für Befehle und Daten => flexible Aufteilung des Speichers zwischen Code und Daten; kommt hauptsächlich im allg. Computer vor
Beide: Sequentielle Abarbeitung der Befehle; Heute häufig Mischarchitekturen

Rechnerarchitektur

Erläutern Sie kurz den Grundaufbau der Harvard-Architektur und benennen Sie Vor- und Nachteile
Komponenten: E/A-Werk: Speicherwerk mit getrennten Speichern für Daten und Programme; CPU bestehend aus Rechenwerk und Steuerwerk; Datenbus und Befehlsbus
Vorteile: Befehle und Daten können gleichzeitig geladen werden - schnell; Trennung von DS und CS sorgt dafür, dass bei fehlerhafter Software kein Programmcode überschrieben werden kann
Nachteile: Freier Programmspeicher kann nicht für Daten genutzt werden oder umgedreht; selbst-modifizierender Code durch Trennung möglich

Rechnerarchitektur

Charakterisieren Sie die von-Neumann-Architektur. Worin bestand deren bedeutendste Neuerung und was wurde dadurch ermöglicht?
Die Idee Programme und Daten zuerst in den selben Speicher zu laden und dann auszuführen. Ermöglicht Sprünge einzuführen (sowohl auf vorhergehende als auch auf nachfolgende Programmsequenzen) und Programmcode während der Laufzeit zu Modifizieren

Rechnerarchitektur

Beschreiben Sie kurz das Prinzip des von-Neumann-Rechners!
Speicher mit Worten fester Länge. Speicherwort kann z.B. enthalten: Datum, Befehl.
Prozessor hat Register (PC: Programm Counter) in dem die Speicherzelle mit dem auszuführenden Befehl steht. Ausführung eines Befehls: Lesen von Operanden aus Speicher; ausführen einer Operation mit diesem Operanden; Schreiben des Ergebnisses in den Speicher. Für Daten, Befehle, Adressen, und Steuerungen werden Binärzeichen verwendet

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

Welche Nachteile hat die gemeinsame Speicherung von Daten und Befehlen?
Befehle und Daten anhand des Bitmusters nicht unterscheidbar;
Variable und konstante Daten nicht unterscheidbar; Bei falsche Adressierung können Speicherinhalte verändert werden, die nicht geändert werden sollen/dürfen (z.B. Befehle und Konstanten)

Rechnerarchitektur

Welche prinzipiellen Eigenschaften und Aufgaben hat das Rechenwerk eines Universalrechners?
Aufgabe: Bearbeitung von Daten, insbesondere Ausführen von arithmetischen und logischen Operationen mit zwei Operanden.

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