TI 3 an der Universität Hamburg

Karteikarten und Zusammenfassungen für TI 3 an der Universität Hamburg

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Beispielhafte Karteikarten für TI 3 an der Universität Hamburg auf StudySmarter:

Was ist Polling?

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Wie definiert sich der Von-Neumann-Flaschenhals und was wäre eine Alternative?

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Üblicher Programmablauf

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Unterschied direkt und indirekt adressierende Befehle

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Was sind die Eigenschaften einer NVM-Zelle in nichtflüchtigen Speichern?

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Erkläre, wie ein Feldeffekt-Transistor (MOSFET) funktioniert

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Nennen jeweils ein Vor- und Nachteil eines DRAMs

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Wie ist der Ablauf eines DRAM?

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Nenne ein Vor- und Nachteil eines Blockspeichers

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Wie ist der Ablauf eines Blockspeichers beim Lese-Schreib-Vorgang?

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Was ist das Ziel eines Blockspeichers?

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Flipflops generell Def

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TI 3

Was ist Polling?

Taktsynchrone Befehlsverarbeitung – zyklischer Ablauf

Programm fragt ständig nach, ob sich was verändert und verarbeitet dann dementsprechend die Informationen

Vorteil: einfach zu implementieren

Nachteil: Prozessor ständig am laufen und kann nichts anderes machen, verbraucht zude, viel Prozessorzeit und kann sich verzögern

TI 3

Wie definiert sich der Von-Neumann-Flaschenhals und was wäre eine Alternative?

Bevor Schritt 4 nicht erreicht ist, kann der Bus nicht vom 1. Schritt starten. Würde der Bus zu früh starten, besteht die Gefahr, dass ein falscher Wert genommen wird, da der richtige noch nicht auf dem Speicherplatz zurückgeschrieben wurde, bzw. man weiß nicht, wo der aktuelle gespeichert werden soll

Lösung: Harvard – hier werden die Befehlsregister und Datenregister, wobei es auch dann 2 Busse gibt

TI 3

Üblicher Programmablauf

  1. Fetch
  2. Decode
  3. Execute
  4. Write-Back

TI 3

Unterschied direkt und indirekt adressierende Befehle

Direkt = Wert (z.B. Zahl) der Operation steht hinter dem Befehl => c=7

Indirekt = Wert muss zusätzlich aus einer Speicherzelle gelesen werden => c=a+b

Doppelt indirekt = Zeigeroperationen => c=a+ *(b)

TI 3

Was sind die Eigenschaften einer NVM-Zelle in nichtflüchtigen Speichern?

  1. Nicht flüchtiger Speicher ist temporär. Grund: Fermi-Niveaus sind statistische Aufenthalte

-> Bei Elektronenüberschuss auf Floating Gate werden Elektronen verdrängt und tunneln durch den Isolator => Ladungsverlust => Speicherverlust

2.    NVM verbraucht sich, da Elektronen elektrodynamisch durch das Atomgitter gedrückt            werden und es mechanisch zerstört wird. => Isolator wird zerstört

Besonderheit bei nichtflüchtigen Speichern:

Ein metallenes Floating-Gate befindet sich im Isolator zwischen Gate+Kanal. Wenn UGS >> UIsolator dann fließen Elektronen durch Floating-Gate

Wenn UGS << UIsolator dann verbleiben Elektronen dort im Floating-Gate

Nachteil: Energiebedarf -> Es setzen sich Elektronen dauerhaft ab („Vermüllt“), dies führt zur Zerstörung des Isolators, da dieser für manche Spannungen nicht ausgelegt ist

TI 3

Erkläre, wie ein Feldeffekt-Transistor (MOSFET) funktioniert

p-dotierung (mitte) – Löcher für Elektronen

n-dotierung (außen) – ein Elektron zu viel

 

Randzonen: Elektronen füllen Löcher, somit bleiben keine freien Löcher aber auch keine freien Elektronen (wie bei Silizium – Sperrzone)

 

Strom soll von source bis drain fließen

Spannung wird zwischen Bulk und Gate angelegt

Dadurch entsteht elektrisches Feld und Elektronen fließen von unten nach oben

Dabei werden oben im p-bereich die Löcher gefüllt

Dieser Bereich wird dann verarmt – es entsteht ein Kanal

Umso stärker die Spannung, umso mehr Löcher werden gefüllt und die Elektronen bilden einen größeren Kanal

TI 3

Nennen jeweils ein Vor- und Nachteil eines DRAMs

Vorteil: Platzreduktion (Platz aufm Chip ist teuer)

Nachteil: Der Kondensator entlädt sich relativ schnell (1 Sek)

                           – Ladungsverlust durch Selbstentladung des Kondensators

– Daraus folgt: Refresh-Cycles mit eigener Elektronik erforderlich (ca. jede Millisekunde)

TI 3

Wie ist der Ablauf eines DRAM?

Ablauf
 1) Schreibsignal anlegen

2) Bit anlegen

3) Speicherkondensator laden

4) Lesesignal anlegen

5) Lesesignal laden

TI 3

Nenne ein Vor- und Nachteil eines Blockspeichers

 

Nachteil: Zeitbedarf für Adressauflösung = 1 Laufzeit (ca. 1 Nanosekunde) je Bit Speichertiefe

Vorteil: Wenige Datenleitungen

TI 3

Wie ist der Ablauf eines Blockspeichers beim Lese-Schreib-Vorgang?

  1. Zu schreibende Bits liegen allen Speicherelementen zugleich an
  2. Adressdecoder = Speicheradresse wird aufgelöst
  3. Schreibsignal setzen
  4. Lesen bei RD=1

+ output enable (OE) = 1

= Ausgangsverstärker einschalten

TI 3

Was ist das Ziel eines Blockspeichers?

Reduktion der Leitungszahl durch Zusammenfassung von Speicherblöcken

TI 3

Flipflops generell Def

In der Digitaltechnik basiert alles auf Ein (1) und Aus (0). Das entspricht den beiden möglichen Ausgangssignalen von Flipflops. 

Erst wenn die „richtige“ Zahlenkombi in den Flipflop eingegeben wird, wird das Signal zur weiteren Verabreitung freigegeben. (Glaube ich zumindest) https://elektroniktutor.de/digitaltechnik/digi_ff.html

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