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Digitale Informationsverarbeitung bis Tick Tock Modell
Digitale Informationsverarbeitung bis Tick Tock Modell
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Flashcards
Für was dienen Zahlensysteme?
Sie dienen dazu, Zahlen nach einem bestimmten Verfahren darzustellen.
Dazu besitzt jedes Zahlensystem einen spezifischen Satz an Ziffern.
Was gibt es für Zahlensysteme?
- Dezimalsystem
- Binärsystem
- Hexadezimal
Erkläre das Dezimalsystem
Es verwendet 10 Ziffern ("0" bis "9")
Erkläre das Binärsystem
Es besteht aus nur zwei Ziffern ("0" und "1")
Das Binärsystem hat auch die Bezeichnung Dualsystem.
Mit diesen zwei Ziffern werden sämtliche Informationen codiert.
Erkläre das Hexadezimalsystem
Es besteht aus 16 Ziffern ("0"......"9";"A"...."F")
Übersichtlicher als das Binärsystem
Was gibt es für Schreibweisen für das Zahlensystem (Deklaration)?
- Tiefenstellung der Basis 1101(2) 13(10) D(16)
- Präfix %1101 #13 $D
- Postfix 1101(b) 13(d) D(h)
Was ist ein Bit?
Das Bit ist die kleinste Informationseinheit.(engl. binary digit)
Es gibt nur zwei Zustände: "0" und "1".
Größere Zahlen können mit einem einzelnen Bit nicht gespeichert werden.
Was ist ein Byte?
Es ist die wichtigste Einheit neben dem Bit. Ein Byte entspricht 8 Bit.
Größere Datenmengen gibt man in Kilobyte an. (1 Kilobyte = 1024 Byte)
Was ist ein Word/Double Word?
Word (2 Byte = 16 Bit) und Double Word (4 Byte = 32 Bit).
Zudem entsprechen diese Einheiten (noch) den Busbreiten der gängigen Prozessoren in 16 bzw. 32 Bit Technologie
Was ist eine Kodierung?
Für den Computer sind alle Informationen binäre Zahlenströme.
Man will den Computer nicht nur zum rechnen verwenden, sondern auch um Zeichen auszugeben.
Da der Computer nur binäre Zeichen von Zahlen arbeiten kann, muss man ihm die Darstellung von Zeichen "beibringen".
Die Zeichen des Alphabets müssen also in Binärzahlen übersetzt werden.
Was ist ASCII?
ASCII (American Standard Code for Information Interchange).
ASCII ist der Amerikanische Standardcode für Informationsaustausch.
Er beschränkt sich auf 128 Zeichen.
Nationale Sonderzeichen können nicht kodiert werden.
Später wurde der Wertbereich auf 8 Bit (256 Zeichen) erweitert.
Was ist ANSI?
ANSI (American National Standard Institude).
ANSI basiert bei den ersten 127 Zeichen des ASCII Codes, verwendet aber 16 Bit für die Darstellung der Zeichen.
Der Wertbereich beträgt 216 = 65536 Zeichen. Der Wertbereich war zwar ausreichend, jedoch nicht international Normiert.
Aus diesem Grund wurde der Unicode entwickelt.
Was ist UNIcode?
UNIcode verwendet wie ANSI 16 Bit zur Zeichendarstellung.
UNIcode ist aber unabhängig von Betriebssystem, Programm und Landessprache.
Es enthält Zeichen aller bekannten Schriftkulturen und Zahlensysteme.
Somit kann es in allen Sprachen übersetzt werden.
z.B. für die Javaprogrammierung der UNIcode. Sie kann unter allen Betriebssystemen und Ländern funktionieren.
Von Neumann-Architektur
Sie besteht aus vier Funktionseinheiten:
- Rechenwerk
- Steuerwerk
- Speicher
- Ein-/Ausgabeeinheiten
Dazu kommt noch der Systembus(der aus Steuer-, Daten und Adressbus).
Wie ist die Arbeitsweise von "Von Neumann - Architektur"?
Ein Programm eines Von Neumann-Rechners besteht aus einer Folge von Datenwerten, die im Speicher abgelegt sind.
Sie liegen im Speicher in codierter Form in Maschinensprache.
Die Maschinensprache ist oft sehr schwer lesbar.
Deshalb stehen sogenannte Assemblersprachen zur Verfügung, die einem codierten Befehl einen Mnemocode (String) zuornen.
Architektur eines PC
- Prozessor
- RAM
- Systembus (Tastatur, Maus, CD/DVD ROM) (Drucker, Grafikausgabe, Festplatte)
- Bios
Was ist ein CPU?
CPU (Central Prozessing Unit)
Er führ sämtliche Berechnungen durch. Er erzeugt viel Wärme und benötigt daher einen Kühlkörper.
Die größten Hersteller sind Intel und AMD.
Kernkomponenten der CPU
Prozessoren bilden das Herzstück eines Computersystems.
DIe heutigen CPU's können Milliarden von Zahlen je Sekunde addieren, subtrahieren, multiplizieren und dividieren.
Wie ist der Aufbau eines CPU's?
ALU (Arithmetic Logical Unit) : ALU ist der eigentliche Rechner. In Ihm werden arithmetische, logische Funktionen und Berechnungen ausgeführt.
CU (Control Unit) : Hier sind alle Befehle gespeichert die der Mikroprozessor ausführen kann.
Registersatz (Register) : Dient zur Speicherung von Daten und Befehlen
AU (Adress Unit) : Dient zur Berechnung der Adressen.
Zur Steigerung der Arbeitsleistung sitzt in der CPU zwischen den extrem schnellen Funktionseinheiten und dem vergleichsweise langsamen Arbeitsspeicher der L1-Cache.
Was ist ein Datenbus?
Der Datenbus dient dazu, Daten in die CPU hienein- bzw. herauszukommen.
Er besteht aus einer bestimmten Anzahl von Leitungen, die an die CPU angeschlossen sind.
Was ist ein Taktgeber?
Damit ein CPU weiß, wann ein Befehl oder eine Zahl am Datenbus anliegt, muss sie darauf aufmerksam gemacht werden.Dies geschiet Mithilfe einer Leitung, an der eine Spannung angelegt wird, sobald wieder Daten eingelesen werden sollen.
Die Spannung wechselt ständig und mehrmals pro Sekunde. So entsteht der Taktzyklus.
Er schaut, dass alles im Computer im Takt ist.
Was ist ein Adressbus?
Jedes Byte wird wie in einer Tabelle gespeichert und Nummeriert. (Adresse).
So kann durch Angabe der Adresse auf jedes Byte, wahlweise zugegriffen (Random Access)werden.
Der Zugriff erfolgt nicht direkt, sondern über die Northbridge.
PGA
Das PGA-Gehäuse (Pin Grid Array) wurde seit Mitte der Achziger bevorzugt verwendet.
SEC
Beim Pentium 2 wird statt der PGA-Bauform, die SEC-Bauform (Single Edge Cartridge) mit dem Namen Slot 1 verwendet
Was für bekannte Sockel gibt es?
- AM3 AM3+
- Sockel 1366
- Sockel 1156
- Sockel 1155
- Sockel 2011
- Sockel 1150
Beschreibe den Sockel AM3(+)
Er wird für billige Athlons und Phenoms ab 2 Kernen verwendet.
FX-Prozessoren von AMD haben den AM3+- Sockel
Beschreibe den Sockel 1366
Er ist der neue Sockel (Ende 2008) für die Intel Nehalem Prozessorserie (Core i7).
Sie hat stattden klassischen FSB, eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung an den Chipsatz angeschlossen (DDR3)ist.
Beschreibe den Sockel 1156
Neuer Sockel für den i5 (abgespeckte i7 Version, dafür billiger).
Mehr als die Hälfte der Pins dienen für die Stromversorgung.
Beschreibe den Sockel 1155
Nachfolger vom 1356 für i3,i5 und i7 mit der Sandy-Bridge-Architektur
Beschreibe den Sockel 2011
Sockel für die Sandy-Bridge-E CPU's (4 Speicherkanäle für DDR3 und 40 PCIe-Lanes)
Beschreibe den Sockel 1150
Nachfolger vom 1155 für i3, i5 und i7 mit der Haswell-Bridge-Architektur
Welche Kernfunktionen hat der Pentium?
- Multiprozessing
- Cache
- Pipelines
Erkläre Multiprozessing
Durch das Multiprozessing kann er mehrere Anwendungen verarbeiten.
Aber immer abwechseld.
Erkläde den Cache
Wird eine Anwendung gestartet, werden zuerst alle Daten in den Arbeitsspeicher geladen.
Erst dann kann die CPU mit den Daten arbeiten.
DRAM (Dynamic RAM) (ähnlich wie ein Akku) ist zwar billig, dafür aber viel zu langsam.
Der Nachteil ist, dass man ihn nachladen (refresh)muss. Alle 16ms
Erkläre die Pipeline
Bei der Pipeline ist die Abarbeitungsfolge eines Befehls gemeint.
Der Vorteil ist, dass man gleichzeitig mehrere Codezeilen verarbeiten kann.
Was ist MMX?
MMX (Multimedia Extensions)
Bei MMX wurden vier neue Register und 57 neue Befehle hinzugefügt.
Befehlssatzerweiterung. (Für Grafikanwendungen und Spiele)
Was ist der Intel Celeron?
Billige Version des Pentium 2.
Der Unterschied zum Pentium 2 ist, dass kein L2-Cache eingebaut wurde.
Später baute man aber doch noch einen Cache-Speicher mit 128 KB ein, da er sehr langsam war.
Wie kann man die Wärme beim Pentium 4 der neuen Prozessoren schnell genug abführen?
Es muss ein Kühlkörper auf den Prozessor montiert werden.
Dafür mussten auch neue Sockel (423 später 478 bzw. 775) entwickelt werden.
Damit der P4 genug Power hatte, musste ein neues Netzteil her, das über einen zusätzlichen Anschluss verfügt.
Erkläre die Hyper Pipelined Technology
Die neue Pipeline des Pentium 4 wurde gegenüber seinem Vorgänger verdoppelt und besteht nun aus 20 Stufen.
Die Befehlsabarbeitung wurde in kleinere Schritte aufgeteilt.
Dadurch werden die hohen Taktraten erst möglich.
Erkläre den Trace Cache
Durch den Trace Cache muss nicht mehr alles dekodiert werden.
