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Universität Erlangen-Nürnberg

Bachelor of Science Informatik

Prof. Dr.

2024

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Grundlagen der Rechnerarchitektur und - organisation - Cheatsheet
Grundlagen der Rechnerarchitektur und - organisation - Cheatsheet Halbleiterphysik und Elektronische Schaltkreise Definition: Halbleiterphysik untersucht die Eigenschaften und das Verhalten von Halbleitermaterialien. Elektronische Schaltkreise nutzen diese Eigenschaften zur Umsetzung von logischen Funktionen und Verarbeitung von Signalen. Details: Halbleiter: Materialien mit Leitfähigkeit zwischen...

Grundlagen der Rechnerarchitektur und - organisation - Cheatsheet

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Grundlagen der Rechnerarchitektur und - organisation - Exam
Grundlagen der Rechnerarchitektur und - organisation - Exam Aufgabe 1) In einem modernen Computer werden verschiedene Arten von Halbleitermaterialien und elektronischen Schaltkreisen verwendet, um logische Operationen auszuführen und Signale zu verarbeiten. Silizium ist ein häufig verwendetes Halbleitermaterial, dessen Leitfähigkeit durch Dotierung modifiziert werden kann, um p- und n-Typ Halbleit...

Grundlagen der Rechnerarchitektur und - organisation - Exam

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Welche Komponente dient als grundlegende Baueinheit für digitale Schaltkreise?

Was ist die Grundlage für die Funktionalität von Dioden und Transistoren?

Welche Technologie wird häufig für digitale ICs verwendet?

Was ist Boolsche Algebra?

Welche grundlegenden logischen Operationen gibt es in der Boolschen Algebra?

Wie lautet das De Morgan'sche Gesetz für \(\textbf{NICHT}(\textbf{A} \textbf{UND} \textbf{B})\)?

Was ist der Hauptunterschied zwischen RISC und CISC Architekturen?

Nennen Sie ein Beispiel für eine RISC-Architektur.

Worauf konzentriert sich die RISC-Architektur hauptsächlich?

Was sind die typischen Pipeline-Stufen in einem Pipeline-Prozessor?

Welche Probleme können in einer Pipeline auftreten?

Welche Techniken werden angewendet, um Pipeline-Hazards zu bewältigen?

Was ist die Cache- und Hauptspeicherverwaltung?

Was bezeichnet der Begriff Cache-Kohärenz?

Wie berechnet man die Missrate?

Wie werden Adressen im Speicher zur Organisation und zum Zugriff von Daten genutzt?

Was ist der Zweck der Ein-/Ausgabesteuerung in Rechnerarchitekturen?

Welche Methoden können zur Speicherverwaltung verwendet werden?

Welche Schichten gibt es im OSI-Modell?

Welche Schichten umfasst das TCP/IP-Modell?

Welche Protokolle sind wichtig für Netzwerkkommunikation?

Was beschreibt Amdahls Gesetz?

Was wird durch Multithreading erzielt?

Was bedeutet Lastverteilung?

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Diese Konzepte musst du verstehen, um Grundlagen der Rechnerarchitektur und - organisation an der Universität Erlangen-Nürnberg zu meistern:

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Einführung und Elektronische Bauelemente

Die Vorlesung beginnt mit einer Einführung in die Grundlagen der Informatik und elektronische Bauelemente. Hier werden die fundamentalen Konzepte und Komponenten behandelt, die zur Konstruktion von Rechnerarchitekturen notwendig sind.

  • Einführung in die Informatik
  • Bauelemente und ihre Eigenschaften
  • Halbleiterphysik
  • Elektronische Schaltkreise
  • Grundlagen der Digitaltechnik
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Grundlagen der digitalen Schaltungen

Dieser Abschnitt konzentriert sich auf die fundamentalen Prinzipien und Techniken der digitalen Schaltungen. Studierende lernen, wie digitale Systeme entwickelt und analysiert werden.

  • Verknüpfungsglieder
  • Schaltnetze
  • Logische Operationen
  • Boolsche Algebra
  • Schaltwerke
Karteikarten generieren
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Prozessorarchitekturen und Befehlssatzarchitekturen

Hier werden die Architekturen von Prozessoren sowie die entsprechenden Befehlssatzarchitekturen (ISA) untersucht. Studierende gewinnen Einblick in die fundamentalen Designentscheidungen und deren Auswirkungen auf die Leistung.

  • Grundlegende CPU-Designs
  • RISC vs. CISC Architekturen
  • Befehlssätze und Opcode-Design
  • Pipeline-Prozessoren
  • Mikroarchitekturen
Karteikarten generieren
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Speicher- und Ein-/Ausgabesysteme

Dieser Abschnitt deckt die verschiedenen Arten von Speichersystemen und Ein-/Ausgabekomponenten ab, die für die Funktionsweise von Rechnern essenziell sind.

  • Hierarchien im Speichersystem
  • Cache- und Hauptspeicher
  • Speicheradressierung
  • Ein-/Ausgabesteuerung
  • Datenübertragungsprotokolle
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Rechnernetzwerke und Parallelität

Zum Abschluss der Vorlesung werden die Grundlagen der Rechnernetzwerke und die Rolle der Parallelität in modernen Rechensystemen besprochen. Dies umfasst sowohl grundlegende Konzepte als auch praktische Anwendungen.

  • Netzwerkgrundlagen
  • Netztopologien
  • Protokolle und Kommunikationsmodelle
  • Parallelität und Konkurrierende Prozesse
  • Leistungsoptimierung
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Alles Wichtige zu diesem Kurs an der Universität Erlangen-Nürnberg

Grundlagen der Rechnerarchitektur und -organisation an Universität Erlangen-Nürnberg - Überblick

Im Rahmen des Studiengangs Informatik an der Universität Erlangen-Nürnberg bietet die Vorlesung 'Grundlagen der Rechnerarchitektur und -organisation' eine umfassende Einführung in die wesentlichen Konzepte und Strukturen der Computerarchitektur. Die Vorlesung konzentriert sich auf die theoretischen und praktischen Aspekte der Rechnerarchitektur und -organisation und umfasst sowohl Vorlesungen als auch praktische Übungen. Die modulare Struktur des Kurses ermöglicht es Dir, ein tiefgreifendes Verständnis der wichtigen Themenbereiche zu entwickeln und anzuwenden.

Wichtige Informationen zur Kursorganisation

Kursleiter: Prof. Dr.

Modulstruktur: Die Vorlesung besteht aus theoretischen und praktischen Teilen, die abzudeckenden Aspekte der Rechnerarchitektur und -organisation konzentrieren. Sie umfasst 3 Semesterwochenstunden Vorlesung und 2 Semesterwochenstunden Übung. Die genauen Zeitaufteilungen können variieren, beinhalten jedoch in der Regel wöchentliche Vorlesungen und Übungen.

Studienleistungen: Die Leistungskontrolle erfolgt in der Regel durch eine schriftliche Prüfung am Ende des Semesters, die 120 Minuten dauert. Zusätzliche Leistungen wie Hausaufgaben oder Projekte können ebenfalls Teil der Bewertung sein.

Angebotstermine: Die Vorlesung wird üblicherweise im Wintersemester angeboten.

Curriculum-Highlights: Grundlagen der digitalen Schaltungen, Prozessorarchitekturen, Speichersysteme, Ein- und Ausgabesysteme, Rechnernetzwerke, Befehlssatzarchitekturen, Parallelität und Leistung, Einführung, Elektronische Bauelemente, Integrationstechnik, Verknüpfungsglieder, Schaltnetze, Speicherglieder, Schaltwerke.

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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