Was versteht man unter dem "Von-Neumann-Bottleneck"?;Es besagt, dass immer nur ein Befehl decodiert und ausgeführt werden kann, was die Rechnerleistung begrenzt, da Daten und Befehle über denselben Bus transportiert werden müssen. 

Welche Komponenten bilden das "magische Dreieck" der Leistungsfähigkeit eines Rechners?;Prozessor-Architektur, Befehlssatz und Speichersystem. 

Was ist eine 1-Adress-Maschine?;Ein Rechner, bei dem Befehle nur einen Operanden haben; der zweite Operand und das Ergebnis befinden sich implizit im Akkumulator. 

Was bedeutet Load-Store-Architektur?;Arithmetische Befehle können nur Registerinhalte verarbeiten; der Speicherzugriff erfolgt ausschließlich über separate Lade- und Speicherbefehle (typisch für RISC). 

Nennen Sie die fünf Hauptkomponenten der Von-Neumann-Architektur.;Leitwerk (Steuerwerk), ALU (Rechenwerk), Registersatz, Arbeitsspeicher, Bus. 

Was ist der Unterschied zwischen flüchtigem und nicht-flüchtigem Speicher?;Flüchtiger Speicher (RAM) verliert Daten ohne Strom; nicht-flüchtiger Speicher (ROM, Massenspeicher) behält sie. 

Was bedeutet "Memory Mapped I/O"?;Ein gemeinsamer Adressraum für Hauptspeicher und E/A-Geräte; E/A-Geräte werden wie Speicherbausteine angesprochen. 

Was ist der wesentliche Unterschied zwischen Von-Neumann- und Harvard-Architektur?;Bei der Harvard-Architektur sind Befehls- und Datenspeicher (und deren Busse) physikalisch getrennt, bei Von-Neumann gemeinsam. 

Wie klassifiziert Flynn (1966) Rechnerarchitekturen?;SISD, SIMD, MISD, MIMD. 

Was bedeutet SISD?;Single-Instruction, Single Data (ein Befehlsstrom, ein Datenstrom), klassische PC-Architektur. 

Was bedeutet SIMD?;Single-Instruction, Multiple Data (ein Befehlsstrom steuert mehrere Datenströme), z. B. Array-Prozessoren. 

Was beschreibt das ECS-Verfahren (Erlangen Classification System)?;Es klassifiziert Rechner nach Parallelität auf Leitwerksebene, Rechenwerksebene und Wortebene (Bitbreite). 

Woraus bestand ein typischer Mikrocomputer der 70er Jahre (z. B. 8080-basiert)?;Mikroprozessor, ROM (Programm), RAM (Daten), E/A-Bausteine, Bus-Verbindungen, Taktgeber. 

Was ist ein Akkumulator?;Ein zentrales Register in einfachen Prozessoren, über das alle arithmetischen und logischen Operationen abgewickelt werden. 

Was unterscheidet einen Mikrocontroller von einem Mikroprozessor?;Ein Mikrocontroller integriert CPU, RAM, ROM, I/O-Ports und Timer auf einem einzigen Chip (Ein-Chip-System). 

Wie viele Takte benötigte ein typischer 8051-Befehlszyklus (klassisch)?;12 Taktperioden (ein Maschinenzyklus). 

Welche vier Speicherbereiche hat der 8051-Mikrocontroller?;Internes ROM (4k), Internes RAM (128 Byte), Special Function Register (SFR), Externe Erweiterungsmöglichkeiten. 

Was passiert beim 8051, wenn der Pin EA (External Access) beschaltet wird?;Der Controller greift auf externen Programmspeicher zu. 

Welche Funktion hat der Stack Pointer (SP)?;Er enthält die Adresse der letzten Eintragung im Stapelspeicher (Stack). 

Was kennzeichnet CISC-Prozessoren (Complex Instruction Set Computer)?;Komplexer Befehlssatz, mikroprogrammierte Steuerung, Befehle unterschiedlicher Länge, Speicherzugriff in arithmetischen Befehlen möglich. 

Was kennzeichnet RISC-Prozessoren (Reduced Instruction Set Computer)?;Reduzierter Befehlssatz, feste Befehlslänge (meist 32 Bit), Load/Store-Architektur, viele Register, fest verdrahtete Steuerung. 

Aus welchen zwei Haupteinheiten besteht der 8086-Prozessor?;Execution Unit (EU) und Bus Interface Unit (BIU). 

Wie berechnet sich die physikalische Adresse beim 8086 (Real Mode)?;Segmentadresse * 16 + Offsetadresse. 

Wozu dienen Segmentregister im 8086?;Sie definieren die Anfangsadressen von Speichersegmenten (Code, Daten, Stack, Extra) zur Erweiterung des Adressraums auf 20 Bit. 

Was ist der "Trace Cache" im Pentium IV?;Ein Cache, der bereits decodierte Mikro-Operationen speichert, um die Decodierstufe bei Schleifen zu umgehen. 

Was ist Pipelining?;Ein Fließbandverfahren, bei dem verschiedene Phasen der Befehlsausführung (Holen, Decodieren, Ausführen) überlappend abgearbeitet werden. 

Welche Gefahr besteht beim Pipelining bei Sprungbefehlen?;Die Pipeline muss geleert und neu gefüllt werden, da die vorberechneten Befehle ungültig sind (Performance-Verlust). 

Was ist der Unterschied zwischen write-through und write-back im Cache?;Bei write-through wird sofort in den Hauptspeicher geschrieben; bei write-back erst, wenn die Cache-Line ersetzt wird (Dirty Bit). 

Was ist ein TLB (Translation Lookaside Buffer)?;Ein schneller Pufferspeicher in der MMU, der Teile der Übersetzungstabelle für virtuelle Adressen enthält. 

Was sind die Vorteile virtueller Speicherverwaltung?;Lageunabhängigkeit von Programmen, Speicherschutz, Nutzung größerer Adressräume als physikalisch vorhanden. 

Was ist ein "Page Fault" (Seitenfehler)?;Der Zugriff auf eine logische Speicherseite, die sich aktuell nicht im Hauptspeicher befindet (P-Bit nicht gesetzt). 

Was bedeutet "Segmentierung" in der Speicherverwaltung?;Die Unterteilung des Adressraums in logische Einheiten variabler Länge (z. B. Code, Daten, Stack). 

Was ist "Kachelung" (Paging)?;Die Unterteilung des Adressraums in fest große Blöcke (Seiten/Kacheln), meist 4KB. 

Welche Informationen enthält ein Segment-Deskriptor im Protected Mode?;Segment-Basisadresse, Segmentlänge (Limit) und Zugriffsrechte. 

Was ist ein "Dirty Bit" (M-Bit) im Seitendeskriptor?;Es zeigt an, dass auf die Seite schreibend zugegriffen wurde und sie beim Auslagern zurückgeschrieben werden muss. 

Was ist ein Bus-Arbiter?;Eine Einheit, die den Zugriff mehrerer Buseinheiten (Master) auf den Bus koordiniert und Konflikte vermeidet. 

Was ist der Unterschied zwischen aktivem und passivem Busteilnehmer?;Ein aktiver Teilnehmer (Master) kann Transaktionen starten; ein passiver (Slave) wird nur adressiert. 

Nennen Sie drei typische Steuerleitungen eines Busses.;Memory Write, Memory Read, I/O Write, I/O Read, Reset, Clock. 

Was ist der PCI-Bus?;Ein weit verbreiteter, prozessorunabhängiger Bus für Peripheriekomponenten (Peripheral Component Interconnect). 

Was bedeutet "Multiplexbus"?;Adress- und Datenleitungen werden zeitlich versetzt auf denselben physikalischen Leitungen übertragen. 

Wie viele Leitungen hat der Standard-PCI-Bus für Adressen/Daten?;32 (gemultiplexte) Leitungen (erweiterbar auf 64). 

Welche Transferarten unterstützt der DMA-Controller?;Speicher-zu-I/O und I/O-zu-Speicher ohne ständige CPU-Beteiligung. 

Was ist "Cycle Stealing" beim DMA?;Der DMA-Controller hält die CPU kurz an (klaut Zyklen), um den Bus für Datentransfers zu nutzen. 

Was passiert bei einem Interrupt?;Der Prozessor unterbricht das aktuelle Programm, rettet den Status, führt eine Interrupt-Service-Routine (ISR) aus und kehrt zurück. 

Was ist der Unterschied zwischen Maskierbaren und Nicht-Maskierbaren Interrupts (NMI)?;Maskierbare können per Software gesperrt werden; NMI können nicht ignoriert werden (für katastrophale Fehler). 

Was ist ein Interrupt-Vektor?;Eine Nummer oder Adresse, die dem Prozessor mitteilt, welche Interrupt-Routine ausgeführt werden soll. 

Was bedeutet "Polling"?;Das zyklische Abfragen des Status von E/A-Geräten durch die CPU (aktives Warten). 

Was ist ein "Daisy Chain" Verfahren bei Interrupts?;Eine Hardware-Kette, bei der das Interrupt-Acknowledge-Signal seriell durchgereicht wird, um die Priorität zu regeln. 

Was ist ein "Embedded System"?;Ein Rechnersystem, das für eine spezielle Aufgabe in ein technisches Produkt (z. B. Waschmaschine, Auto) integriert ist. 

Was bedeutet ALU?;Arithmetic Logical Unit – führt Rechenoperationen und logische Verknüpfungen aus. 

Welche Adressierungsarten kennt der 8051 (Nenne 3)?;Registeradressierung, Unmittelbare Adressierung, Direkte Adressierung, Indirekte Adressierung. 

Wofür steht SPARC?;Scalable Processor Architecture (eine RISC-Architektur). 

Was sind Register-Fenster (Register Windows) bei SPARC?;Ein Mechanismus mit vielen Registersätzen, um bei Unterprogrammaufrufen das Speichern von Registern im RAM zu vermeiden. 

Was ist ein "Superskalare" Architektur?;Ein Prozessor, der mehr als einen Befehl pro Taktzyklus in parallelen Pipelines ausführen kann. 

Was ist der Unterschied zwischen logischer und physikalischer Adresse?;Die logische Adresse wird vom Programm verwendet; die MMU übersetzt sie in die physikalische Adresse im RAM. 

Wofür steht BIOS?;Basic Input Output System (Startprogramm im ROM). 

Was ist ein "Opcode"?;Der Teil eines Maschinenbefehls, der die auszuführende Operation spezifiziert. 

Welche Aufgabe hat das Leitwerk (Control Unit)?;Es steuert, decodiert Befehle und koordiniert den Datenfluss im Rechner. 

Was bedeutet "Relozierbarkeit" von Programmen?;Ein Programm kann an beliebiger Stelle im Arbeitsspeicher ausgeführt werden (durch virtuelle Adressierung). 

Welche Phasen durchläuft ein Befehl im Von-Neumann-Rechner (grob)?;Holen (Fetch), Decodieren (Decode), Ausführen (Execute). 

Was ist ein "Cache Hit"?;Das angeforderte Datum wurde im schnellen Cache-Speicher gefunden. 

Was ist SRAM?;Statisches RAM (Flip-Flops), schnell, kein Refresh nötig, teuer (für Caches genutzt). 

Was ist DRAM?;Dynamisches RAM (Kondensatoren), langsamer, benötigt Refresh, hohe Packungsdichte (für Hauptspeicher genutzt). 

Was bedeutet "Volatile" Speicher?;Speicher, der seinen Inhalt verliert, wenn die Stromversorgung unterbrochen wird. 

Was ist ein "Busprotokoll"?;Vereinbarung über elektrische Größen, Signale und Zeitverhalten auf dem Bus. 

Welche drei Bus-Typen unterscheidet man meistens?;Datenbus, Adressbus, Steuerbus (Kontrollbus). 

Was ist der Unterschied zwischen DIMM und SIMM?;DIMM (Dual Inline) hat getrennte Kontakte auf Vorder-/Rückseite (64-bit), SIMM (Single Inline) hat verbundene Kontakte (32-bit). 

Was macht die MMU (Memory Management Unit)?;Sie übersetzt virtuelle in physikalische Adressen und prüft Zugriffsrechte. 

Was ist der Unterschied zwischen Real Mode und Protected Mode beim x86?;Real Mode: direkte physikalische Adressierung (1MB Limit); Protected Mode: virtuelle Adressierung, Speicherschutz, Multitasking-Support. 

Was ist "Branch Prediction" (Sprungvorhersage)?;Der Versuch des Prozessors, das Ergebnis eines bedingten Sprungs zu raten, um die Pipeline gefüllt zu halten. 

Warum haben RISC-Prozessoren viele Register?;Um Speicherzugriffe zu minimieren und dem Compiler Optimierungen zu erleichtern. 

Was ist MIPS (im Kontext von Prozessorarchitektur)?;Eine RISC-Prozessorfamilie (Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages). 

Was ist der PowerPC?;Eine RISC-Architektur, entwickelt von Apple, IBM und Motorola. 

Was bedeutet DMA?;Direct Memory Access - direkter Speicherzugriff durch Peripherie unter Umgehung der CPU. 

Was ist ein "Watchdog" (im Kontext Embedded/Microcontroller)?;Ein Timer, der das System zurücksetzt, wenn er nicht regelmäßig vom Programm bedient wird (Fehlererkennung). [nicht explizit im Text, aber impliziert bei Timern/Sicherheit; Text erwähnt Timer für Interrupts cite: 2823] - Korrektur: Nur Textinhalt verwenden. Was ist ein Timer im 8051?: Ein 16-Bit Baustein, der Zählen oder Zeitmessen kann und Interrupts auslöst. 

Was bedeutet "Interrupt Latenz"?;Die Zeit zwischen dem Auftreten des Interrupt-Signals und dem Start der Interrupt-Service-Routine. [allgemeines Wissen, Text beschreibt den Ablauf cite: 3365-3380]

Wie viele Adressleitungen hat der 8086?;20 Adressleitungen (für 1 MB Adressraum). 

Was ist der Unterschied zwischen Code-Segment und Daten-Segment?;Code-Segment enthält Befehle (ausführbar), Daten-Segment enthält Variablen (lesbar/schreibbar). 

Welche Rolle spielt der Quarz im Rechner?;Er liefert die stabile Frequenz für den Taktgenerator. 

Was ist ein "Cross-Compiler" (Kontext Embedded)?;Ein Compiler, der auf einem Rechner (z.B. PC) läuft, aber Code für eine andere Architektur (z.B. 8051) erzeugt. [impliziert in cite: 3139/Embedded Context] - Korrektur auf Text: Wofür eignet sich ein 8051 besonders?; Für Steuerungsaufgaben ohne hohen Datendurchsatz. 

Was ist das PSW (Program Status Word)?;Ein Register, das Statusinformationen (Flags) wie Überlauf, Vorzeichen oder Zero enthält. 

Was bedeutet "Interleaved Memory"?;Speicherbänke werden abwechselnd angesprochen, um die Zugriffsgeschwindigkeit zu erhöhen. 

Was ist ein "Page Table" (Seitentabelle)?;Eine Tabelle im Hauptspeicher, die die Zuordnung von virtuellen Seiten zu physikalischen Kacheln speichert. 

Wofür steht UART?;Universal Asynchronous Receiver/Transmitter (Baustein für serielle Schnittstellen). 

Was ist ein "Trap" (im Gegensatz zum Interrupt)?;Eine softwareseitig ausgelöste Unterbrechung (Ausnahme), z. B. durch Division durch Null (im Text als "interne Interrupts" oder NMI bei Fehlern angedeutet). 

Was bedeutet "Arbitration" beim Bus?;Das Aushandeln, wer als nächstes den Bus benutzen darf (z.B. durch Prioritäten). 

Was ist "Microcode"?;Ein prozessorinternes Programm, das Maschinenbefehle in elementare Steuersignale umsetzt. 

Warum nutzen RISC-Prozessoren meist keine Mikroprogrammierung?;Weil die Befehle einfach genug sind, um festverdrahtet (hardwired) ausgeführt zu werden, was schneller ist. 

Was ist ein "Barrel Shifter"?;Eine Hardware-Einheit, die Datenworte in einem Takt um beliebig viele Stellen verschieben kann (implizit bei ALU-Funktionen). [Text erwähnt Shifter in Abb. 4 und 2401]

Welche Besonderheit hat der Adressbus des 8086?;Er ist mit dem Datenbus gemultiplexet (Zeitmultiplex). 

Was ist ein Coprozessor?;Ein zusätzlicher Prozessor für spezielle Aufgaben, z. B. Gleitkommarechnungen (FPU), um die CPU zu entlasten. 

Was bedeutet "Big Endian" vs "Little Endian"?;Die Reihenfolge, in der Bytes eines Wortes im Speicher abgelegt werden (Text erwähnt H-Byte/L-Byte bei 8051). 

Was ist SDRAM?;Synchronous DRAM – Speicher, der synchron zum Systemtakt arbeitet. 

Was ist der Vorteil von Harvard-Architektur bei der Signalverarbeitung?;Gleichzeitiger Zugriff auf Programm und Daten (höhere Geschwindigkeit), wichtig für DSPs. 

Was beschreibt das "Lokalitätsprinzip" bei Caches?;Die Beobachtung, dass Programme häufig auf zeitlich oder räumlich benachbarte Daten zugreifen. 

Was ist ein "Interrupt Controller" (z.B. 8259)?;Ein Baustein, der Interrupts sammelt, priorisiert und an die CPU weiterleitet. 

Welche Größe hat der virtuelle Adressraum beim 80386?;64 Terabyte (durch Segmentierung + Offset). 

Was ist ein "Segment Descriptor"?;Ein Eintrag in einer Tabelle, der Basisadresse, Größe und Rechte eines Segments definiert (Protected Mode). 

Was bedeutet "Bus Snooping"?;Ein Verfahren zur Cache-Kohärenz, bei dem Caches den Busverkehr beobachten (implizit bei Multiprozessor/PCI). 

Welche maximale Speichergröße kann ein 32-Bit-Prozessor direkt adressieren?;4 Gigabyte (2 hoch 32).