Rechnerorganisation an der Karlsruher Institut für Technologie

Karteikarten und Zusammenfassungen für Rechnerorganisation an der Karlsruher Institut für Technologie

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Beispielhafte Karteikarten für Rechnerorganisation an der Karlsruher Institut für Technologie auf StudySmarter:

Was versteht man bei einem superskalaren Prozessor unter „in-order“ und „out-of-order“?

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Was sind Struktur- oder Ressourcenkonflikte? Können diese bei der Ausführung des Programmstücks in der DLX-Pipeline auftreten? Begründen Sie Ihre Antwort.

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Auf einem Split-Bus werden Adresse und Daten zeitlich nacheinander auf den gleichen Leitungen übertragen



Wählen Sie die richtigen Antworten aus:

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An einem Bus darf es immer nur einen Master geben, aber beliebig viele Slaves



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Bei einem physikalischen Cache-Speicher werden höchstens genauso viele Bits als Tag gespeichert wie bei einem virtuellen Cache Speicher



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Eine DRAM-Speicherzelle besteht aus zwei rückgekoppelten Invertern.



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SDRAM arbeitet synchron zum Systemtakt und Datenpakete werden sowohl bei steigender als auch bei fallender Taktflanke übertragen



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Was besagt das Mooresche Gesetz?

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Nennen Sie zwei Eigenschaften einer superskalaren Pipeline

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Erklären Sie arithmetisches Pipelining.

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Erläutern Sie die folgenden Begriffe:
(a) RISC-Prozessor
(b) Direkter Speicherzugriff (DMA)

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Wie viele Bits benötigt ein Eintrag in der Seitentabelle, wenn zu jedem Eintrag zusätzlich zwei Steuerbits benötigt werden? Wie viele Seiten benötigt die gesamte Seitentabelle, wenn V = 24, M = 21 und P = 10 ist?

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Rechnerorganisation

Was versteht man bei einem superskalaren Prozessor unter „in-order“ und „out-of-order“?

  • in-order“ : Befehle werden entsprechend ihrer Programmordnung bearbeitet.
  • out-of-order“ : Die CPU bestimmt die Reihenfolge der abzuarbeitenden Befehle.
    Das Ergebnis entspricht der sequenziellen Ausführung der Befehle, ist jedoch auf
    die Prozessorstruktur optimiert

Rechnerorganisation

Was sind Struktur- oder Ressourcenkonflikte? Können diese bei der Ausführung des Programmstücks in der DLX-Pipeline auftreten? Begründen Sie Ihre Antwort.

Treten auf, wenn zwei oder mehrere Pipeline-Stufen gleichzeitig dieselbe Ressource benötigen, auf diese aber nur einmal zugegriffen werden kann.
Sie können bei der DLX-Pipeline nicht auftreten, da diese entsprechend entworfen ist.

Rechnerorganisation

Auf einem Split-Bus werden Adresse und Daten zeitlich nacheinander auf den gleichen Leitungen übertragen



  1. falsch

  2. richtig

Rechnerorganisation

An einem Bus darf es immer nur einen Master geben, aber beliebig viele Slaves



  1. falsch

  2. richtig

Rechnerorganisation

Bei einem physikalischen Cache-Speicher werden höchstens genauso viele Bits als Tag gespeichert wie bei einem virtuellen Cache Speicher



  1. richtig

  2. falsch

Rechnerorganisation

Eine DRAM-Speicherzelle besteht aus zwei rückgekoppelten Invertern.



  1. falsch

  2. richtig

Rechnerorganisation

SDRAM arbeitet synchron zum Systemtakt und Datenpakete werden sowohl bei steigender als auch bei fallender Taktflanke übertragen



  1. falsch

  2. richtig

Rechnerorganisation

Was besagt das Mooresche Gesetz?

Mooresches Gesetz: Anzahl der Transistoren Schaltkreiskomponenten), die auf einem IC integriert werden können, verdoppelt sich alle (ein bis) zwei Jahre

Rechnerorganisation

Nennen Sie zwei Eigenschaften einer superskalaren Pipeline

  • Mehrere voneinander unabhängige Ausführungseinheiten
  • Zur Laufzeit werden pro Takt mehrere Befehle aus einem sequentiellen Befehlsstrom den Verarbeitungseinheiten zugeordnet und ausgeführt
  • Dynamische Erkennung und Auflösung von Konflikten

Rechnerorganisation

Erklären Sie arithmetisches Pipelining.

Lange Berechnung in Teilschritte zerlegen (in mehrere Pipelinestufen), wichtig bei komplizierteren arithmetischen Operationen, wie Multiplikation, Division, Fließkommaoperationen, …

Rechnerorganisation

Erläutern Sie die folgenden Begriffe:
(a) RISC-Prozessor
(b) Direkter Speicherzugriff (DMA)

(a) RISC-Prozessor:

Prozessor mit einem reduzierten Befehlssatz.

RISC = Reduced Instruction Set Computer
(b) Direkter Speicherzugriff (DMA):

Datentransfer ohne Beteiligung des Prozessors.

Rechnerorganisation

Wie viele Bits benötigt ein Eintrag in der Seitentabelle, wenn zu jedem Eintrag zusätzlich zwei Steuerbits benötigt werden? Wie viele Seiten benötigt die gesamte Seitentabelle, wenn V = 24, M = 21 und P = 10 ist?

Anzahl der Bits pro Eintrag in der Seitentabelle ist gleich: (M – P + 2)

V = 24, M = 21 und P = 10 ⇒ 13 Bits ⇒ pro Eintrag sind 2 Bytes notwendig.

2^(V -P) Einträge × 2 Bytes = 215 Bytes = 32 kByte Speicherbedarf für die Tabelle.
Anzahl der benötigten Seiten für die Seitentabelle:

Eine Seite ist 2^(10) Byte = 1 kByte groß ⇒ die Seitentabelle benötigt 32 Seiten.

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