Flashcards
5.2 Computersysteme I, Komponenten eines Computers
Cards in this deck (65)
- 1Aus welchen vier Funktionseinheiten besteht ein Computer?Rechenwerk, Leitwerk,
Speicher,
Ein-/Ausgabe - 2Was bestimmt die Maschinenwortbreite eines Computers?Die Anzahl der Datenleitungen
(vom und zum Prozessor) - 3Bei welchen Systemen werden in der Regel Architekturen mit geringerer Maschinenwortbreite eingesetzt?Bei eingebetteten Systemen z.B.
- 4Was ist ein "Rechenwerk"?Ein universelles Operationswerk,
das elementare arithmetische und logische Operationen beherrscht und über mehrere Register verfügt - 5Nenne die vier Funktionseinheiten, über die ein Rechenwerk i.d.R. verfügt.ALU
Registerblock
Shifter
Statusregister - 6Wozu dienen die Register im Rechenwerk?Diese nehmen die Operanden auf, die miteinander verknüpft werden sollen
- 7Ergänze: Die ALU kann jeweils ... Registerinhalte ....?zwei Registerinhalte logisch oder arithmetisch miteinander verknüpfen
- 8Wodurch wird bestimmt, welche Operation die ALU ausführen soll?Durch ein Steuerwort
- 9Wo wird das Ergebnis einer Verknüpfung von ALU hingeschrieben?In ein Ergebnisregister des Rechenwerkes
- 10Was ist neben der ALU und dem Registerblock meist ebenfalls noch in einem Rechenwerk vorzufinden?Ein Schaltnetz(/werk) für Schiebeoperationen,
ein sog.
"Shifter" - 11Wann ist ein Shifter besonders nützlich?wenn zwei binäre Zahlen multipliziert oder dividiert werden sollen und die ALU nur addieren kann.
- 12Wozu dient das Statusregister im Rechenwerk?zur Erfassung besonderer Ergebnisse, die das Leitwerk auswertet, um bedingte Verzweigungen in Steueralgorithmen für Befehle auszuführen
- 13Kann das Statusregister wie Datenregister gelesen und geschrieben werden?Meistens ja
- 14Wie werden die einzelnen Bits des Statusregisters genannt?Flag
- 15Ergänze: Das Leitwerk stellt ein .... Steuerwerk dar.umschaltbares
- 16Wodurch wird das Leitwerk gesteuert?Durch den jeweiligen Operationscode (Opcode) der einzelnen Befehle
- 17Nenne die drei Schritte durch die das Leitwerk den Programmablauf steuert.- Befehl aus Speicher holen
- Befehl ins Befehlsregister speichern
- Opcodes in Folge von Steuerwörtern umsetzen - 18Wie wird das Befehlsregister noch genannt?Instructionregister (IR)
- 19Aus welchen drei Komponenten besteht das Leitwerk?- Befehlsregister (IR)
- Befehlszähler (PC)
- Ablaufsteuerung - 20Wie arbeitet die Ablaufsteuerung im Leitwerk?zyklisch, immer im Wechsel:
Holephase, Ausführungsphase... - 21Wie werden die Hole und Ausführungsphase noch genannt?fetch und execute
- 22Wozu dient der Befehlszähler im Leitwerk?wird benötigt um die Befehle (u. ggf. die Operanden) im Speicher zu adressieren
- 23Wohin zeigt der Befehlszähler während der Holephase des Leitwerks?Auf den Maschinenbefehl,
der vom Speicher in das Befehlsregister geladen und anschließend ausgeführt wird. - 24Wohin zeigt der PC während der Ausführungsphase eines Befehls?Auf den nächsten auszuführenden Befehl
- 25Inwiefern unterscheiden sich Hole- und Ausführungsphase eines Befehls hinsichtliches des Taktes?Die Holephase ist für alle Befehle gleich, während die Ausführungsphase mehrere Taktzyklen andauern kann.
- 26Welche drei wesentlichen Befehlsarten werden in der Regel von einem Prozessor unterstützt?- Datentransferbefehle
- Verknüpfungsbefehle
- Verzweigungsbefehle - 27Welche vier Schritte führt der Prozessor aus, nachdem ein Verknüpfungsbefehl geholt und ins Befehlsregister geschrieben wurde?- Operanden aus Registerblock auslesen
- Verknüpfung in der ALU
- Ergebnis in Registerblock schreiben
- neuen PC-Wert bestimmen - 28Welche Schritte führt der Prozessor aus, nachdem ein load-Befehl geholt und ins Befehlsregister geschrieben wurde?- Bestimmung der Speicheradresse
- Lesezugriff auf den Speicher
- Speichern des Datums ins Zielregister
- neuen PC-Wert bestimmen - 29Welche Schritte führt der Prozessor aus, nachdem ein store-Befehl geholt und ins Befehlsregister geschrieben wurde?- Bestimmung der Speicheradresse
- Inhalt des Quellregisters auslesen
- Schreibzugriff auf den Speicher
- neuen PC-Wert bestimmen. - 30Wie wird die Speicheradresse bei load und store-Befehlen bestimmt?häufig als Summe eines Registerinhalts und einer konstanten Verschiebung
(displacement, offset) - 31Welche zwei Arten von Verzweigungen gibt es bei Maschinenbefehlen?die unbedingte Verzweigung (Jump)
und
bedingte Verzweigung (Branch) - 32Wie funktioniert eine unbedingte Verzweigung (jump)?Der PC-Wert wird einfach mit dem neuen Wert überschrieben zu dem verzweigt werden soll
- 33Wie funktioniert eine bedingte Verzweigung? (branch)wird nur dann ausgeführt, wenn eine im Befehl vorgegebene Bedingung erfüllt ist.
- 34Was ist eine PC-absolute Adressierung?Wenn bei einer Verzweigung der neue PC-Wert als Operand des Sprung-Befehls direkt vorgegeben (absolute Adresse) wird
- 35Was ist eine PC-relative Adressierung?Bei einer Verzweigung wird der neue PC-Wert aus dem alten PC-Wert und einer dazu zu addierenden Adressverschiebung (Offset)
berechnet - 36Welche Schritte muss der Prozessor bei einem Jump ausführen?Bestimmung des neuen PC-Werts
und
Überschreiben des PC mit diesem - 37Was muss der Prozessor bei einer bedingten Verzweigung ausführen?- Bestimmung des neuen PC-Werts
- Prüfung der Bedingung
- ggf. Überschreiben des PC - 38Warum empfiehlt es sich eher relative Adressierung bei Verzweigungen zu benutzen?Damit ein Programm beliebig verschiebbar im Speicher bleibt
- 39Wovon hängt die Dauer der einzelnen Verknüpfungs-, Datentransfer-, und Verzweigungsbefehle ab?Von der jeweiligen
Adressierungsart - 40Was legt die Adressierungsart fest?Wie während der Ausführung des Befehls auf die Operanden zugegriffen wird
- 41Ergänze: Je mehr Adressierungsarten zur Verfügung stehen, desto kürzer ...?Werden die Maschinenprogramme
- 42Was ist der Nachteil von vielen Adressierungsarten?Es steigen der Hardwareaufwand und die Zahl der benötigten Taktzyklen zur Ausführung einzelner Befehle.
- 43Wann bzw. wodurch kann der Aufwand zur Implementierung eines Befehlssatzes gering gehalten werden?je gleichartiger die Teilschritte der drei Befehlsklassen Verknüpfung, Datentransfer, Verzweigung sind
- 44Wie müssen die einzelnen Befehle strukturiert sein, damit man eine Befehlspipeline implementieren kann?es muss eine feste Anzahl von Teilschritten für die einzelnen Befehle zu finden sein
- 45Wie funktioniert eine Befehlspipeline?Teilschritte mehrerer Befehle können zeitlich überlappend ausgeführt werden. (Fließbandprinzip)
- 46Was ist der Vorteil einer Befehlspipeline?dadurch kann der Befehlsdurchsatz erheblich gesteigert werden
- 47Bei welcher Art von Prozessoren wird das sog. Befehlspipelining konsequent eingesetzt?Bei den sog.
"RISC"-Prozessoren - 48Wofür steht "RISC"?"Reduced Instruction Set Computer"
- 49Wofür steht "CISC"?"Complex Instruction Set Computer"
- 50Wodurch unterscheiden sich "RISC"-Prozessoren von "CISC"-Prozessoren?RISC-Prozessoren ermöglichen Speicherzugriffe nur mit Load-und Store-Befehlen,
CISC-Befehle können die Operanden über diverse Adressierungsarten sogar direkt im Speicher ansprechen - 51Welchen Vorteil bieten CISC-Prozessoren?einen hohen Komfort bei der Programmierung in Maschinensprache
- 52Welche Prozessorarchitektur ist heute eher verbreitet? RISC oder CISC?Hauptsächlich RISC
- 53Aus welchen zwei Komponenten bestehen Maschinenbefehle?Opcode und Adressfeld
- 54Was kennzeichnet einen sog. Ein-Wort-Befehl?Dass nur ein einziges Maschinenwort
zur Darstellung des Befehls benötigt wird - 55Wann kommen i.d.R. Ein-Wort-Befehle zum Einsatz?Wenn die Operanden in Rechenwerksregistern stehen
- 56Für welche Anwendungsfälle werden Mehr-Wort-Befehle benutzt?Wenn die Operanden oder Daten direkt im Speicher abgelegt sind
- 57Bei welcher Art von Prozessoren sind Mehrwortbefehle ausschließlich vorzufinden?Bei CISC - Prozessoren
- 58Wie ist ein typischer CISC-Befehl aufgebaut?1 Wort: Opcode, Adresse Operand 1
2. Wort: Adresse Operand 2
3. Wort: Adresse Ergebnis - 59Was sind Nachteile einer CISC-Architektur?Mehr Hardwareaufwand,
und nur sehr viele Teilschritte bzw. Taktzyklen zur Umsetzung eines CISC-Befehls - 60Was ist ein Assemblerprogramm?Ein Programm bei dem den Opcodes und Adressen zur besseren Lesbarkeit symbolische Namen zugeordnet sind
- 61Wie nennt man Programme, welche Assemblerprogramme in reine Maschinensprache übersetzen?Assembler
- 62Wie kann ein im Speicher vorhandener Speicherplatz in der Regel angesprochen werden?Über eine binäre Adresse
- 63Wie groß ist in der Regel ein Speicherplatz, der durch den Prozessor adressiert werden kann?In der Regel entspricht das der Maschinenwortbreite
- 64Wo ist bei jedem Computersystem das Urladeprogramm ( Bootstrap Loader) bzw. ein einfaches Betriebssystem (Monitor) abgelegt?In einem extra ROM
- 65Wie kann die CPU bei der Übertragung großer Datenblöcke bei Ein- und Ausgabe entlastet werden?Entweder durch
Direct Memory Access (DMA)
oder durch einen:
extra Input/Output Processor
(IOP)
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- User has deleted their subject information Flashcards on 5.2 Computersysteme I, Komponenten eines Computers, created by Deleted user on 10/04/2018.
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- Apr 10, 2018
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- Created by David Bratschke · Nov 21, 2017
- Copied by Daniel Bratschke · Apr 10, 2018
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