Skip to content

Latest commit

 

History

History
71 lines (71 loc) · 3 KB

Hardwareüberblick.md

File metadata and controls

71 lines (71 loc) · 3 KB
Raw

Prozessor

  • Was ist zeitliches Multiplexing beim Prozessor?
    • Laufende Programme anhalten
    • Status speichern zur späteren Wiederherstellung
    • Neues Programm starten
  • Welche Optimierung gibt es bei Prozessoren?
    • Vorbereitung von Berechnungen bevor vorangegangene Berechnungen abgeschlossen sind
  • Warum gibt es interne Register zum Speichern von Befehlen oder Daten?
    • Holen eines Befehls oder von Daten dauert gewöhnlich länger als die Ausführung
    • Verkürzen der Zeit durch interne Register
  • Welche zusätzlichen Register gibt es?
    • Befehlszähler (program counter)
      • enthält Speicheradressen des nächsten Befehls
    • Kellerregister (stack pointer)
      • zeigt auf Ende des aktuellen Stacks
      • Ablegung von "frames" (Rahmen) für jede angesprungene, aber nicht beendete Prozedur
      • enthält Eingabeparameter, lokale Variablen, ...
    • Programmstatuswort (PSW)
  • Welche Statusbits enthält des Programmstatuswort (PSW)?
    • CPU-Priorität
    • Ausführungsmodus (Benutzermodus: user mode, Kernmodus: kernel mode)
    • und andere Kontrollbits
  • Warum ist der Ausführungsmodus wichtig für die Sicherheit?
    • Anwenderprogramme nur im Benutzermodus (eingeschränkter Zugriff)
    • Betriebssystem darf Kernmodus-Befehle (alle Befehle des Befehlssatzes) ausführen
    • Kernmodus u.a. Ein- und Ausgaben
  • Wie kann Anwendungsprogramm auf die Festplatte zugreifen?
    • durch Systemaufruf (kontrollierter Moduswechsel)
    • alias: Dienst des Betriebssystems wird genutzt
      • Spezieller Befehl (system call, TRAP)
      • Wichtige Infos im Stack abgespeichert
      • Umschalten des Systemmodus
      • Durchführung des Aufrufs
      • Rückkehrbefehl schaltet wieder in Benutzermodus
  • Was bedeuten Unterbrechungen für das Betriebssystem?
    • Handlungsbedarf für das Betriebssystem
    • Interrupts (von Hardware erzeugt)
    • Exceptions (Programmierfehler)

Speicher

  • Wie sieht die Speicherhierarchie aus?
    1. Register
    2. Cache (L1, L2, L3)
    3. Arbeitsspeicher (RAM)
    4. Magnetplatte / Festplatte
    5. Magnetbänder
  • Was ist transienter Speicher?
    • "flüchtiger" Speicher
  • Was ist persistenter Speicher?
    • "dauerhafter" Speicher

E/A-Geräte

  • Woraus besteht ein zweiteiliges E/A-Gerät?
    1. Gerät selbst
    2. Controller - ein oder mehrere Mikrochips zur Steuerung des Gerätes auf der Hardwareebene eingebettete Computer
    • Betriebssystem sieht Schnittstelle zum Controller
  • Was ist Betriebssystem-seitig für die Verwendung von E/A-Geräten nötig?
    • Gerätetreiber (device driver)
    • Integration ins Betriebssystem
    • Grund: Zugriff nur im Kernmodus - ergo Treiber Teil des Betriebssystems
  • Welche Ein- und Ausgabe - Spielvarianten gibt es?
    1. Anfrage und Warten (busy waiting)
    2. Anfrage mit Aufforderung zum Interrupt
    3. über DMA-Controller (Direct Memory Access)

Bussysteme

  • Wofür sind Bussysteme zuständig?
    • Kommunikation zwischen Hardware
  • Worüber läuft die Kommunikation?
    • Bus (Verbindung mehrerer Geräte über gleichen Satz von Leitungen)
    • Direktverbindung, bzw. Point-to-Point-Verbindung
  • Wie läuft der Datenaustausch ab?
    • seriell
    • parallel