Rechnerarchitekturen

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Posted: So. 04.09.2022-20:49Updated: Fr. 30.08.2024-10:00

 

Rechnerarchitektur FAQ

Eine Sammlung von häufig gestellten Fragen, wie sie auch in Klausuren und Prüfungen vorkommen können…

1. Was versteht man unter Rechnerarchitektur?
Rechnerarchitektur bezieht sich auf die strukturelle Gestaltung eines Computersystems, einschließlich der Organisation der Hardwarekomponenten und der Art und Weise, wie sie zusammenarbeiten.
Die Rechnerarchitektur bestimmt, wie ein Computer Daten verarbeitet, speichert und kommuniziert. Sie beeinflusst die Leistung, Energieeffizienz und Erweiterbarkeit eines Systems.
Zu den Haupttypen gehören CISC (Complex Instruction Set Computing) und RISC (Reduced Instruction Set Computing).
CISC verwendet einen komplexen Befehlssatz, der vielfältige und leistungsfähige Operationen in einem einzigen Befehl ausführen kann.
RISC setzt auf eine reduzierte Anzahl von einfachen Befehlen, die schneller ausgeführt werden können und effizientere Hardwarenutzung ermöglichen.
Beide haben Vor- und Nachteile. RISC ist oft energieeffizienter und bietet eine bessere Leistung pro Taktzyklus, während CISC komplexe Aufgaben mit einem Befehl ausführen kann.
Endianness bezieht sich auf die Anordnung der Bytes in einer Speicherzelle. Es kann Little Endian oder Big Endian sein, abhängig von der Architektur.
Superskalar-Architektur ermöglicht es einem Prozessor, mehrere Befehle gleichzeitig auszuführen, indem er sie in verschiedene funktionale Einheiten aufteilt.
Pipelining zerlegt die Ausführung von Befehlen in mehrere Stufen, um die Verarbeitungsgeschwindigkeit zu erhöhen.
Die Harvard-Architektur verwendet separate Speicher- und Bus-Systeme für Befehle und Daten, was den gleichzeitigen Zugriff auf beides ermöglicht.
Die von-Neumann-Architektur hat einen gemeinsamen Speicher für Befehle und Daten und ermöglicht sequenzielle Verarbeitung.
Die Cache-Architektur umfasst schnelle Speicher, die häufig verwendete Daten zwischenspeichern, um die Datenzugriffszeiten zu reduzieren.
Die Art der Anwendungen, Leistungsanforderungen, Energieeffizienz und Kosten sind wichtige Faktoren bei der Auswahl einer Rechnerarchitektur.
Parallele Architekturen verwenden mehrere Prozessoren oder Kerne, um Aufgaben gleichzeitig auszuführen und die Verarbeitungsgeschwindigkeit zu erhöhen.
Moderne Rechnerarchitekturen entwickeln sich ständig weiter, um den steigenden Anforderungen an Leistung, Energieeffizienz und spezielle Anwendungen gerecht zu werden.

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