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TU München

Bachelor of Science Informatik

Prof. Dr.

2024

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Einführung in die Rechnerarchitektur - Exam
Aufgabe 1) Im Rahmen dieser Übung beschäftigen wir uns mit den grundlegenden Komponenten eines Computers und deren Interaktionen, die zur Funktionsweise des Computers beitragen. Dazu zählt die Zentraleinheit (CPU), der Arbeitsspeicher (RAM), Massenspeicher, E/A-Geräte, das Mainboard sowie die verschiedenen Busse. a) Erkläre die Hauptfunktion der CPU und beschreibe die Rolle des Steuerwerks und des...

Einführung in die Rechnerarchitektur - Exam

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Einführung in die Rechnerarchitektur - Cheatsheet
Grundlegende Komponenten eines Computers Definition: Beinhaltet die wesentlichen Bestandteile, die zur Funktion eines Computers notwendig sind. Details: Zentraleinheit (CPU): Führt Berechnungen und Steuerungen durch. Arbeitsspeicher (RAM): Speichert Daten und Programme temporär. Massenspeicher: Langzeitaufbewahrung von Daten (z.B., HDD, SSD). E/A-Geräte: Schnittstellen für Benutzer und externe Ger...

Einführung in die Rechnerarchitektur - Cheatsheet

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Was ist die Hauptaufgabe der Zentraleinheit (CPU)?

Welche Funktion hat der Arbeitsspeicher (RAM)?

Wofür ist das Mainboard verantwortlich?

Was ist das Hauptunterscheidungsmerkmal zwischen der Von-Neumann-Architektur und der Harvard-Architektur?

Welche Architektur kann beim Zugriff auf Daten schneller sein?

Was ist eine Herausforderung der Von-Neumann-Architektur?

Welche Technik erhöht die Befehlsverarbeitungsgeschwindigkeit durch parallele Bearbeitung mehrerer Befehlsphasen?

Wie nennt man das Pausieren der Pipeline zur Vermeidung von Konflikten?

Welche Technik wird eingesetzt, um Latenz durch Ergebnisweitergabe innerhalb der Pipeline zu minimieren?

Was ist Assembler?

Welche Werkzeuge werden in Assembler verwendet?

Nennen Sie ein Syntaxbeispiel für Assembler.

Was ist ein Cache-Speicher?

Welche Kriterium beeinflusst die Leistung von Cache-Blöcken entscheidend?

Welche Cache-Ersatzstrategie verwendet die 'Least Recently Used' Methode?

Was sind Mehrkernprozessoren?

Was beschreibt das Gesetz von Amdahl?

Welche Konzepte sind wichtig bei Mehrkernprozessoren?

Was ist der Zweck von Datenpfaden und Durchsatzoptimierung?

Was beschreibt der Begriff 'Pipelining' in der Rechnerarchitektur?

Welche Komponenten bilden die Speicherhierarchie in einem Rechner?

Was ist virtueller Speicher?

Was ist Paging?

Wie lautet die Formel für die effektive Zugriffzeit (EAT)?

Weiter

Diese Konzepte musst du verstehen, um Einführung in die Rechnerarchitektur an der TU München zu meistern:

01
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Computerorganisation

Die Computerorganisation beschäftigt sich mit den inneren Strukturen und der Funktionsweise von Computersystemen. Hierbei werden die grundlegenden Komponenten und deren Zusammenwirken erläutert.

  • Grundlegende Komponenten eines Computers
  • Interne Busse und Datentransfer
  • CPU-Komponenten und ihre Interaktion
  • Arten von Computerarchitekturen
  • Zusammenspiel von Hardware und Software
Karteikarten generieren
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Datenverarbeitung

Datenverarbeitung adressiert die Methoden und Techniken der Datenmanipulation in Computersystemen. Es umfasst die komplette Pipeline von der Dateneingabe bis zur Datenausgabe.

  • Grundlagen der Binärarithmetik
  • Datenformate und Codierungen
  • Grundlagen der Fehlererkennung und -korrektur
  • Datenpfade und Durchsatzoptimierung
  • Ein- und Ausgabesteuerung (I/O)
Karteikarten generieren
03
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Rechnerarchitektur

Die Rechnerarchitektur behandelt die Makrostruktur von Computersystemen und die Konzeption von Prozessoren und Speichersystemen. Ziel ist das Verständnis der Systemleistung und Effizienz.

  • Von-Neumann-Architektur vs. Harvard-Architektur
  • Mehrkernprozessoren und Parallelverarbeitung
  • Pipeline-Architekturen und ihre Optimierung
  • RISC vs. CISC Architekturen
  • Architekturelle Leistungsanalyse
Karteikarten generieren
04
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Assemblersprachen

In diesem Abschnitt werden die Grundlagen und die Praxis der Assemblersprachen behandelt. Diese Sprachen ermöglichen die direkte Steuerung der Hardware durch den Programmierer.

  • Einführung in Assemblersprachen
  • Befehlsarten und Register
  • Adressierungsarten und Speicherzugriff
  • Makroassembler und Pseudobefehle
  • Optimierung von Assemblercode
Karteikarten generieren
05
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Speicherhierarchien und Prozessorarchitekturen

Speicherhierarchien und Prozessorarchitekturen untersuchen die Struktur und Organisation von Speichersystemen sowie deren Einfluss auf die Leistung von Prozessoren.

  • Struktur und Funktion von Cache-Speichern
  • Virtueller Speicher und Speicherverwaltung
  • Übersicht über Speichertypen (RAM, ROM, SSD)
  • Zusammenarbeit von Speicher und CPU
  • Einfluss der Speicherarchitektur auf die Systemleistung
Karteikarten generieren

Alles Wichtige zu diesem Kurs an der TU München

Einführung in die Rechnerarchitektur an TU München - Überblick

Der Kurs 'Einführung in die Rechnerarchitektur' an der Technischen Universität München bietet einen umfassenden Einblick in die fundamentalen Konzepte und Prinzipien der Rechnerarchitektur. Diese Vorlesung richtet sich an Studierende der Informatik und vermittelt gleichzeitig theoretische Grundlagen sowie praktische Anwendungen. Die Modulstruktur erläutert detailliert die thematische Verteilung und Prüfungsformate. Die Studienleistungen in diesem Kurs bestehen aus einer Kombination von Klausuren und praktischen Übungen. Angeboten wird die Veranstaltung im Wintersemester, wodurch sie kontinuierlich Jahresanfänger und Fortgeschrittene anspricht. Zu den wichtigen Themen im Curriculum zählen Computerorganisation, Datenverarbeitung, Rechnerarchitektur, Assemblersprachen, Speicherhierarchien und Prozessorarchitekturen.

Wichtige Informationen zur Kursorganisation

Kursleiter: Prof. Dr.

Studienleistungen: Die Studienleistungen umfassen eine Kombination aus Klausuren und praktischen Übungen.

Angebotstermine: Die Veranstaltung findet im Wintersemester statt.

Curriculum-Highlights: Computerorganisation, Datenverarbeitung, Rechnerarchitektur, Assemblersprachen, Speicherhierarchien, Prozessorarchitekturen

So bereitest Du Dich optimal auf die Prüfung vor

Beginne frühzeitig mit dem Lernen, idealerweise schon zu Beginn des Semesters, um Dir die nötige theoretische Basis anzueignen.

Nutze verschiedene Ressourcen, wie Bücher, Übungsaufgaben, Karteikarten und Probeklausuren, um dein Wissen zu vertiefen.

Schließe Dich Lerngruppen an und tausche Dich mit anderen Studierenden aus, um gemeinsam Lösungsstrategien zu entwickeln.

Vergiss nicht, regelmäßige Pausen einzulegen und in diesen Zeiten komplett abzuschalten, um eine Überbelastung zu vermeiden.

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