Flashcards
5.6 Computersysteme I, Rechenwerk
Flashcards do conjunto (35)
- 1Wann spricht man von einer Registerarchitektur?Wenn im Rechenwerk adressierbare Datenregister vorhanden sind
- 2Was ist ein Registerfile bzw. Registerblock?Die Menge der Datenregister im Rechenwerk
- 3Welche verschiedenen Registerarchitekturen gibt es?Bei Registerarchitekturen unterscheidet man Ein-, Zwei und Drei-Adress-Maschinen.
- 4Was bestimmt den Adresstyp bei den verschiedenen Registerarchitekturen?Dieser wird von der Zahl der internen Daten -und Adressbusse bestimmt, die den Registerblock mit der ALU und dem Speicher verbinden.
- 5Ergänze: Je mehr Datenregister gleichzeitig im Rechenwerk ausgewählt werden können, umso weniger ...?Taktzyklen werden zur Ausführung eines Maschinenbefehls benötigt.
- 6Was ist eine Nulladressmaschine?Eine Stapelarchitektur,
Anstelle eines Registerblocks wird
ein prozessorinterner Stapel benutzt, um Operanden oder Ergebnisse zu speichern - 7Wo sind bei Nulladressbefehlen die Operanden?Diese liegen ebenfalls auf dem prozessorinternen Stack und werden nur kurzzeitig vor der Verknüpfung in der ALU in Latches zwischengespeichert
- 8Was muss bei einer Nulladressmaschine zuerst auf den Stack gepackt werden, die Operanden, oder der Opcode?Erst die Operanden, dann der die durchzuführende Operation
- 9Was ist der Vorteil von Nulladressmaschinen?Die Befehle sind sehr kompakt
- 10Was ist der Nachteil von Stapelarchitekturen?Zur Lösung einer bestimmten Aufgabe müssen verhältnismäßig viele Maschinenbefehle verwendet werden
- 11Welche Registerarchitektur ist für RISC-Prozessoren typisch?RISC-Prozessoren sind heute typischerweise Dreiadressmaschinen
- 12Was ist der Vorteil von Dreiadressmaschinen insbesondere für RISC-Architekturen?Ein Befehl kann innerhalb eines Taktzyklus ausgeführt werden, da sowohl für die Operanden als auch für das Ergebnis eigene Datenbusse bereitstehen
- 13Wie wird die ALU einer Dreiadressmaschine noch genannt?Register-ALU
(RALU) - 14Wozu dient ein Schiebemultiplexer im Rechenwerk?Dieser fungiert als Shifter und ist für z.B. für die Multiplikation oder Division nützlich.
- 15Wieviele Eingänge besitzt ein Schiebemultiplexer?Drei Eingänge in Maschinenwortbreite
plus zwei zusätzliche Eingänge (RI, LI), um Bits nachzuschieben - 16Wie sind die Dateneingänge eines Schiebemultiplexers im Rechenwerk mit dem internen Datenbus verbunden?einer ganz normal,
einer um 1 Bit nach links,
einer um 1 Bit nach rechts verschoben - 17Wieviele Steuerleitungen hat ein Schiebemultiplexer und was wird über diese ausgewählt?Zwei Steuerleitungen, über diese wird die Positionierung des Operanden ausgewählt.
- 18Was passiert bei einem Schiebemultiplexer mit dem Bit welches "herausgeschoben" wird?Dieses steht je nach Schieberichtung an den Ausgängen:
Left Output, LO, bzw. ,
Right Output, RO - 19Wozu wird bei Schiebeoperationen häufig das Carry-Flag benutzt?Entweder um das herausfallende Bit zwischenzuspeichern oder um den Inhalt des Carry Flags nachzuschieben
- 20Wie können die Eingänge RI und LI bei einem Schiebemultiplexer für eine bitweise Rotation verwendet werden?Indem die Ausgänge der "herausfallenden" Bits (RO, LO) im Kreis zu den Eingängen RI bzw. LI verknüpft werden
(RO -> LI, LO -> RI) - 21Warum ist die Entwicklung von Schaltnetzen zum Umsetzen von logischen Operationen in der ALU i.d.R. unkritisch?Da bei diesen jede Stelle eines Maschinenworts unabhängig von den anderen Stellen verarbeitet werden kann
- 22Inwieweit beeinflussen logische Operationen die Taktrate des Prozessors?Kaum, da die Verzögerungszeiten logischer Operationen im Vergleich zu arithmetischen Operationen vernachlässigbar sind
- 23Wieviele logische Operationen können mit zwei Variablen \( x_i \) und \( y_i \) abgebildet werden, wenn man für jede Kombination eine Steuervariable hat?16 Operationen, vier Kombinationen (Minterme)
mal 4 Steuervariablen - 24Wie können über vier Steuervariablen 16 logische Operationen ausgewählt werden, die mit zwei Variablen \( x_i, y_i \) dargestellt werden?Indem den 4 Mintermen die Steuervariablen zugeordnet werden:
\( z_i = s3 x_iy_i \vee s2 x_i \neg y_i \vee s1 \neg x_i y_i \vee s0 \neg x_i \neg y_i \) - 25Wie lässt sich eine Negation durch zwei Variablen \(x_i , y_i \) ausdrücken?\( \neg x_i = \neg x_i (y_i \vee \neg y_i) = \)
\( \neg x_i y_i
\vee \neg x_i \neg y_i\)
\( \rightarrow s_3s_2s_1s_0 = 0011\) - 26Wie wird die inverse XOR-Funktion noch bezeichnet?Aquivalenz-Funktion
- 27Wie kann mit Hilfe der Äquivalenzfunktion und einer weiteren Steuervariablen ein Schaltnetz für 16 logische Operationen um arithmetische Operationen erweitert werden?Durch die weitere Steuervariable können auch Überträge aus einem Addierschaltnetz mit einbezogen werden. Für jede Stelle wird die folgende Funktion mit der zusätzlichen Steuervariablen s4 gebildet:
\( f_i = z_i \equ (s_4 \vee c_i) \) - 28Wie müsste die Steuervariable \( s_4 \) im Opcode gesetzt werden, um eine arithmetische / logische Operation durchzuführen?s4 = 0 für arithmetisch
s4 = 1 für logisch - 29Wie berechnet sich die Stellensumme \( s_i \) zweier N-stelliger Dualzahlen \( x_i, y_i \) mit Übertrag \(c_i\) ?\( z_i = x_i \) xor \( y_i \) xor \( c_i \)
= \( x_i y_i \vee \neg x_i \neg y_i \)
\( \equiv c_i \) - 30Was bilden bei der ALU die Ausgänge \( f_{N-1} - f_0 \) ?Diese bilden den Ergebnisbus der ALU
- 31Welche Statusflags sind in so gut wie jedem Prozessor heutzutage zu finden?Carry C,
Zero Z,
Minus M,
Overflow (bzw. Underflow) V - 32Welche Bedeutung hat das Carry-Statusflag C ?Das ist der Übertrag in der höchsten Stelle, C = \( c_N\)
- 33Welche Bedeutung hat das Zero-Statusflag Z?alle Bits von F sind Null
- 34Welche Bedeutung hat das Minus-Statusflag M?negatives Vorzeichen bei Zweierkomplement-Darstellung,
\( M =f_{N−1} \) - 35Welche Bedeutung hat das Overflow (bzw. Underflow) -Statusflag V?das Ergebnis ist zu groß (klein), um mit N-Bit-Wortbreite dargestellt zu werden
Informações
- Descrição
- O usuário eliminou as informações de disciplina FlashCards sobre 5.6 Computersysteme I, Rechenwerk , criado por Usuário eliminado em 10-04-2018.
- Criado por
- Usuário eliminado · abr 2018
- Atualizado
- 10 abr 2018
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- Histórico
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- Criado por David Bratschke · 27 nov 2017
- Copiado por Daniel Bratschke · 10 abr 2018
- Avaliação