Alles Flashcards

(34 cards)

1
Q

Wie definiert man Information?

A

Unter Information versteht man die abstrakte Bedeutung von Ausdrücken, Grafiken, Gesten, Worten oder Sätzen.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

Definition: Repräsentation und Information

A

Information bezeichnet den abstrakten Gehalt (Bedeutungsinhalt, Semantik) eines Dokuments, einer Aussage, Beschreibung, Anweisung, Nachricht oder Mitteilung. Die äußere Form der Darstellung heißt Repräsentation (konkrete Form der Nachricht). Interpretation bezeichnet den (häufig nur gedanklichen) Übergang von der Repräsentation zur abstrakten Information, d.h. die Deutung der Repräsentation.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

Definition: Algorithmus

A

Ein Algorithmus ist ein Verfahren mit einer präzisen in einer eindeutigen Sprache abgefassten, endlichen Beschreibung unter der Verwendung effektiver (d.h. tatsächlich ausführbarer), elementarer Verarbeitungsschritte zur Lösung eines Problems.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

Definition: Effektivität

A

Ein Verarbeitungsschritt heißt effektiv, wenn er im Prinzip von einer realisierbaren Maschine oder z.B. in endlicher Zeit von einem Menschen mit Bleistift und Papier unter Befolgung genauer Vorschriften ausführbar ist.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

Definition: Korrektheit und Terminierung

A

Die Beschreibung einer gewünschten Berechnung sei gegeben in Form einer funktionalen Spezifikation F.

  1. Ist ALG ein Algorithmus, der die gewünschte Berechnung durchführt, so nennt man ALG partiell korrekt bezüglich F, wenn ALG für alle erlaubten Eingaben bei Terminierung als Antwort den entsprechenden Funktionswert von F ausgibt.
  2. Ein Algorithmus ALG heißt terminierend genau dann, wenn ALG für alle erlaubten Eingaben nach endlich vielen Schritten endet.

Gelten (1) und (2), so heißt ALG total korrekt .

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

Definition: sequentiell vs. parallel

A

Ein Algorithmus heisst sequentiell, wenn zu jedem Zeitpunkt nur ein elementarer Arbeitsschritt ausgeführt werden kann.

Ein Algorithmus heisst parallel, wenn Arbeitsschritte nebeneinander (zur gleichen Zeit) ausgeführt werden können.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

Definition: sequentielle und parallele Prozessoren

A

Ein sequentieller Prozessor ist ein deterministisches System (Q,R) mit endlich vielen Zuständen Q und einer durch R festge legten endlichen Menge von möglichen Aktionen, wobei zu einem bestimmten Zeitpunkt maximal eine Aktion (ungestört) ausgeführt werden kann.

Ein Multi-Prozessor entsteht durch Kombination von n ∈ N deterministischen, in sich sequentiellen Prozessoren, wobei die Zustandsmenge Q des Gesamtsystems sich aus der Kombination der n Einzelzustände Q 1 × Q 2 × . . . × Q n ergibt. Durch R ist sowohl die endliche Menge der Aktionen jedes einzelnen Prozessors bestimmt wie auch festgelegt, welche Prozessoren welche Aktionen gemeinsam oder unabhängig voneinander ausführen können.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

Definition: Ausführung einer Menge von Prozessen

A

Ein Ablauf in einem (Multi)-Prozessor mit n Komponenten und möglichen Zuständen aus Q 1 × Q 2 × . . . × Q n führt zu einer Menge von Prozessen P S = {P 1 , . . . , P n}, für die gilt:

  1. Jedes einzelne P i ∈ P S ist eine linear geordnete Zustands- bzw. Aktionsfolge, also ein sequentieller Prozess auf Zuständen von Q i , der die Regel R i des entsprechenden Teilsystems sowie globale Regeln berücksichtigt.
  2. Aktionen der verschiedenen Prozesse von P S können in beliebiger Reihenfolge oder auch gleichzeitig ausgeführt werden, soweit nicht
    a) die Bedingungen des jeweils einzelnen Prozesses aus 1. verletzt werden, und
    b) die Regeln R des Gesamtsystems bezüglich der Reihenfolge von Aktionen entsprechend Def.II.9 nicht verletzt werden.

Werden die Aktionen der Prozesse von P S in beliebiger Reihenfolge gemäß 2. sequentiell ausgeführt, spricht man auch von einem pseudo-parallelen System, anderenfalls von einem echt parallelelen System.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

Definition: Betriebssystem n. Tanenbaum

A

An operating system is a program that controls the resources of a computer system and provides its users with an interface or virtual machine that is more convenient to use than the bare machine.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

Definition: Zielsetzung von Betriebssystemen

A

Ein Betriebssystem soll

  1. die Benutzung eines Computers möglichst einfach machen.
  2. die verfügbare (teure) Hardware möglichst effizient nutzen.
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

Was bedeutet ALU?

A

Arithmetic-Logical-Unit

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

Benenne und sortiere alle Speicherarten nach Geschwindigkeit (7 Stück)

A
  1. Prozessor-Register
  2. Level 1 Cache
  3. Level 2 Cache
  4. Level 3 Cache
  5. RAM (Random Access Memory)
  6. SSD/Flash
  7. HDD
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

Was sind die Besonderheiten eines Von Neumann-Rechners?

A

Befehle und Daten sind im selben Speicher, was die Architektur flexibel macht.
Speicherzugriff ist ein Bottleneck.
Ist immer sequenziell.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

Definition: Befehlsprozessor

A

Der Befehlsprozessor zur Verarbeitung von Befehlen bildet die Grundlage für die Befehslausführung, da hier der aktuell auszuführende Befehl analysiert (dekodiert) und Aufträge an die ALU usw. gegeben werden, so wie auch das Holen des nächsten auszuführenden Befehl organisiert wird.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

Was sind die typischen Aufgaben jeden Rechners?

A

Ein- und Ausgabe von Daten: Lesen und Schreiben unterschiedlicher Speichermedien und Übertragen von Daten zwischen verschiedenen Geräten.

Speichern von Daten auf unterschiedlichen Medien, so dass sie sowohl dem Benutzer als auch anderen Einheiten zur Verfügung stehen.

Verarbeiten von Daten in der Central Processing Unit – logische Verknüpfungen, Arithmetik und Vergleiche – Anwendung von komplexen Algorithmen auf die bereit-
zustellenden Daten

Kontrolle des gesamten Rechners durch die CPU

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

Welche Bedingungen braucht es für einen Deadlock?

A
  1. Eine Ressource wird exklusiv benötigt.
  2. Die Ressource, auf die gewartet wird, hält ein anderer Prozess.
  3. Eine Auflösung (des hold) durch Unterbrechung ist nicht vorgesehen.
  4. Die Warte-Beziehung unter Prozessen des Deadlocks ist zirkulär.

Nur wenn alle vier Bedingungen vorliegen, kann ein Deadlock entstehen - es handelt sich also um notwendige Voraussetzungen.

17
Q

Wie funktioniert das Tokenring-Protokoll?

A

Jeder Knoten des Netzes ist über eine Tokenring-Karte mit dem Ring verbunden.

Jeder Knoten hat im Ring eine eindeutige Identifizierung durch seine Adresse.

Im Ring zirkuliert während des Betriebs eine spezielle Nachricht – das sog. Token, daher der Name des Verfahrens – immer reihum von Netzwerkanschluss zu Netzwerkanschluss. Ist das Netzwerk ansonsten nicht benutzt, so ist das Token im Zustand ’idle’ (oder ’free’).

Den Zugriff auf das nur exklusiv zu nutzende Übertragungsmedium erreicht ein Knoten, indem er auf das Token wartet bis es an seinem Netzzugang angekommen ist:

  1. Ist das Token ’free’, so wird es auf ’busy’ gesetzt, wei-
    tergeschickt und die Übertragung kann beginnen.
  2. Ist das Token ’busy’, so muss der Knoten warten, da
    gerade ein anderer Knoten Daten überträgt.

Ist die Übertragung beendet, setzt der Knoten das Token bei der nächsten Ankunft wieder auf ’free’ und schickt es weiter.

18
Q

Was bedeutet RAID?

A

Redundant Array of Independent Disks

Redundanz entsteht, wie der Name sagt, durch Replikation von Daten auf mehrere Platten.

19
Q

Was ist ein Semaphor?

A

Ein Semaphor ist eine von mehreren Prozessen nutzbare Integer-Variable, die nur über die drei folgenden Aktionen veränderbar ist:

sem. init(n) initialisiert den Semaphor
sem. P() dekrementiert sem um 1
sem. V() inkrementiert sem um 1

Alle Aktionen auf einem Semaphor sind wechselseitig ausgeschlossen.
Der Wert eines Semaphores wird nie negativ.

Es wird dazu genutzt den Zugriff bei Konkurrenz auf Ressourcenzugriff zu regeln.

20
Q

Was ist ein Inode?

A

Anstatt einer gigantischen Tabelle werden baumartige “Teil-Tabellen” genutzt, um auf Speicherbereiche einer Datei zu zeigen.

21
Q

Was ist ein Interrupt?

A

Entzug der CPU ohne Prozess-internen Grund, z.B. nach Ablauf einer Zeitscheibe oder Überschreiten einer maximalen Ausführungszeit. Dies geschieht durch ’Unterbrechen’ des Prozesses (interrupt) und wieder Zurückführen in den Zustand READY.

22
Q

verbindungslos vs. verbindungsorientiert

A

verbindungslos (UDP) es wird rausgeballert ohne Kontrolle, ob es angekommen ist
verbindungsorientiert (TCP) Es wird eine Verbindung per Handshake aufgebaut, wiederholt Sendung bis eine “Empfangsbestätigung” gesendet wurde

23
Q

Aktives Warten vs. passives Warten

A

Man unterscheidet zwischen

  1. Aktivem Warten unter Nutzung der CPU zum Warten, auch spin lock genannt, und
  2. Passivem Warten unter Freigabe der CPU, auch als sleep lock bezeichnet.
24
Q

Was ist CISC?

A

Complex Instruction Set Computer (CISC), im klasssischen sehr aufwendigen Design

25
Was ist RISC?
Reduced Instruction Set Computer (RISC) mit einem neuen, ’schlankeren’ Design
26
Wie funktioniert Pipelining?
Beim Pipelining wird ein Befehl in Teilschritte aufgeteilt, um die parallele Ausführung mehrerer Befehle zu ermöglichen. Während z.B. die ALU Befehl 1 berechnet, kann schon parallel Befehl 2 dekodiert werden. Das ist jedoch nur im Vergleich zu einer sequenziellen Abarbeitung effizient, wenn die Teilschritte ähnlich lang dauern.
27
Was ist MAR?
Memory Address Register
28
Was ist MBR?
Memory Buffer Register
29
Was ist der Fetch-Execute-Zyklus?
Da auszuführende Befehle aus dem MEM kommen, müssen sie zuerst "geholt" werden, bevor sie ausgeführt werden. Es wird also zyklisch geholt und ausgeführt, ergo Fetch und Execute.
30
Wie unterscheiden sich Shared Memory und Distributed Memory?
Bei Shared Memory teilen sich alle Prozessoren einen Speicher, bei Distributed Memory hat jeder Prozessor(kern) seinen eigenen Speicherbereich. Shared Memory: Gut, wenn alle Prozessoren an der gleichen Aufgabe arbeiten, schlecht wenn alle Prozessoren etwas Anderes machen. Distributed Memory: Gut, wenn alle Prozessoren etwas anderes machen, schlecht, wenn alle an der gleichen Aufgabe arbeiten. In der Praxis hat bei Shared Memory jeder Prozessor auch nochmal seinen eigenen Cache.
31
Was ist ein Bus?
Ein Bus ist ein System zur Datenübertragung zwischen mehreren Teilnehmern über einen gemeinsamen Übertragungsweg.
32
Wie unterscheiden sich serieller und paralleler Bus?
Serieller Bus: Es wird Bit-weise übertragen, was einen relativ langen Takt zur Übertragung eines vorgegebenen Datenformats erfordert. Paraleller Bus: Die Breite n bestimmt die Zahl der Übertragungsschritte für das zu übertragende Datenformat; dabei werden n Bit gleichzeitig übertragen.
33
Definition: Schaltnetz
Ein Schaltnetz besteht aus einer Menge von Bausteinen, die durch gerichtete Leitungen miteinander verbunden sind. Dabei gelten die folgenden Eigenschaften: Jeder Baustein hat so viele Eingangs- und Ausgangsleitungen, wie es die von ihm realisierte Funktion vorsieht. Man spricht auch vom fan-in und fan-out des Bausteins. Alle nicht mit internen Bausteinen verbundene Ein- bzw. Ausgänge definieren die Eingänge bzw. Ausgänge des gesamten Bausteins und sind nach außen geführt. Die Verbindungen der Bausteine ergeben keine Zyklen. Ein Baustein schaltet bei Vorliegen – man spricht auch in Analogie zu Spannung in der Elektrizität vom ’Anliegen’ – aller Eingangswerte an allen Eingangsleitungen, indem die einzelnen Werte über die internen Leitungen durch die verschiedenen Bausteine laufen bis an allen Ausgangsleitungen die neu berechneten Werte vorliegen. Die minimale Dauer zum Durchlaufen aller Werte ist die Schaltzeit des Bausteins.
34
Definition: Schaltwerk
Ein Schaltwerk ist ein Schaltnetz, in dem mindestens eine zyklische Verbindung zwischen den Bausteinen die Voraussetzungen für Schaltnetze verletzt, alle anderen Voraussetzungen aber weiter bestehen.