Die Antwort auf weitere Fragen

Im Beitrag weitere Fragen haben wir weitere Fragen aus dem IT-Bereich behandelt. Nun gibt es einige Antworten auf die Fragen.

1. Welche verschiedenen Halbleiterspeicher gibt es in einem PC und welche Unterschiede bestehen bezüglich ihres Speicherverhaltens?

a.       Festwertspeicher: ROM ; Daten bleiben auch bei nicht anliegender Spannung erhalten.

b.      Flüchtiger Speicher: RAM ; Daten bleiben nur solange erhalten wie Spannung anliegt.(Arbeitsspeicher)

c.       C-MOS-Speicher= spezieller batteriegepufferter statischer Speicher.

d.      Flash-EEPROM= Daten bleiben dauerhaft erhalten und können mit Hilfe eines speziellen Programms geändert werden.

2. Was verbirgt sich hinter den Abkürzungen Flash-EEPROM, SRAM, DRAM, SDRAM und RDRAM?

a.       Flash-EEPROM = Flash-Electrical Erasble Programmable Read Only Memory

b.      DRAM = Dynamic Ramdom Acess Memory

c.       SRAM = Static Ram

d.      SDRAM = Synchronous Dynamic Ram

e.      RDRAM = Rambus Dynamic Ram

3. Welche Arten von Flash-Karten gibt es? Welche Eigenschaften haben sie?

a.       CF I/II (Compact Flash I/II)
Kapazität bis 6 GB, Übertragungsrate 8MB/s
Einsatz in Kameras, MP3-Players, PDAs

b.      SD-Card (Secure Digital Card)
Kapazität bis 5 GB, Übertragungsrate bis 8MB/s
Einsatz in Kameras, MP3-Playern, PDAs

c.       Mini-SD Card (Mini Secure Digital Card)
Übertragungsrate 12,5MB/s
Einsatz in Kameras, MP3-Playern, PDAs

d.      MMC (MultiMedia Card)
Kapazität bis 2GB, Übertragungsrate bis 2,5MB/s
Einsatz in Kameras, MP3-Playern, PDAs

e.      RS-MMC (Reduced Size MultiMedia Card)
Kapazität bis 2GB, Übertragungsrate bis 2,5MB/s
Einsatz in Kameras, MP3-Playern, PDAs

f.        xD Picture Card

Kapazität bis 2GB, Übertragungsrate bis 2,5MB/s
Einsatz in Digitalkameras

g.       SM-Card (SmardMedia Card)
Kapazität bis 128M

4. Was versteht man im Zusammenhang mit Speicherzellen unter einem Refresh?

a.       Bei einem DRAM muss der Speicherinhalt jeder Zelle in kurzen Abständen ca: 3ns erneuert werden . Diesen Vorgang bezeichnet man als „ Refresh“.

b.      Burst-Refresh = Der normale Speicherbetrieb wird unterbrochen, es werden alle Speicherzugriffe blockiert. Steuerung erfolgt über Chipsatz.

c.       Cycle-Refresh = Sie werden über einen bestimmten Zeitraum verteilt , dieser Zeitraum muss kleiner als der Entladezeitraum sein. Chipsatz und Speicher müssen auf einander abgestimmt sein.

d.      Hidden-Refresh = Zyklus erfolgt nur wenn Prozessor ohnehin nicht auf den Speicher zugreift.  Der Vorgang wird so synchronisiert das für den Prozessor keine Wartezeiten (Waitstate) entstehen.

e.      Self-Refresh = “Selbstauffrischung” spezielles Merkmal von DRAM-Komponenten die primer in Laptops zum Einsatz kommen. Diese Technologie ist im DRAM integriert, ermöglich sich selbst ohne CPU aufzufrischen, wodurch der Stromverbrauch reduziert wird.

5. Welche Kontrolle lässt sich bei Speicherbausteinen mit einer Paritätsprüfung durchführen?

a.       Mit ihr wird kontrolliert ob alle 8Datenbits fehlerfrei übertragen worden sind. Da sie nicht erkennen kann welches der Bits defekt ist, stellt sie nur eine Fehlerkontrolle dar und mit ihr ist keine Fehlerkorrektur möglich.

6. Wodurch unterscheidet sich ein Cache-Speicher von einem normalen Arbeitsspeicher und welche Funktionen hat er?

a.       Der Arbeitsspeicher ist ein DRAM mit einer Zugriffszeit von 50-80 ns, der Cachespeicher ist ein SRAM oder ein SSRAM deren Zugriffszeiten unter 10 ns liegen.

b.      Der Cachespeicher lädt Daten im Voraus und gibt sie an den Prozessor weiter, damit dem Prozessor keine Waitestate bekommt.

7. Welche Arten von Cache-Speichern lassen sich unterscheiden?

a.       First-Level-Cache (L1) im Prozessor.

b.      Second-Level-Cache (L2) auf Board , im Prozessor oder auf Prozessorplatine.

c.       auf Platine dann könnte es noch einen L3-Cache auf den Board geben.

8. Welche Vorteile bietet die Platzierung des Cache-Speichers auf dem CPU-Chip?

a.       Cache-Speicher arbeitet schneller als der Hauptspeicher

b.      Cache arbeitet dann mit dem vollen oder halben Prozessortakt

9. Welche Bedeutung hat der C-MOS-Speicher für den PC?

a.       Complementary Metal-Oxid-Semiconductor; ein besonderer Speicherchip in dem die grundsätzlichen Systemkonfigurationen usw. gespeichert sind. Bei jedem System möglicherweise andere. ( Controller, Festplatten, Bildschirm, usw. mit dem der PC bestückt ist). Die Informationen benötigt der PC nach dem Einschalten. Der C-MOS ist ein statischer Speicher mit sehr geringer Stromaufnahme. Bei ausgeschalteten PC wird er über eine Batterie betrieben.

10. Welche Datenübertragungsraten ergeben sich theoretisch bei einem Speicherbustakt von 133 MHz bei einem SDR-SDRAM-Modul, einem DDR-SDRAM-Modul und einem DDR2-SDRAM-Modul?

a.       SDR-SDRAM-Modul:

wenn pro Takt tatsächlich 64 Bit Daten transportiert werden und die Bandbreite voll ausgereizt wird, ergibt sich eine maximale Datenübertragungsrate von 133 x 10^6 1/s x 64 Bit = 8,512 x 10^9 Bit/s bzw. etwa 0,99 GB/s.

b.      DDR-SDRAM-Modul:

die theoretische Datentransferrate beträgt 2,1 GB/s

c.       DDR2-SDRAM-Modul:

die theoretische Datentransferrate beträgt 4,2 GB/s

11. Was versteht man unter dem so genannten Speicher-Timing und wie ist die diesbezügliche Einstellung 2-3-3 im BIOS zu interpretieren?

a.       Einstellung der Faktoren CAS Letency, ROW-to-Column Delay und Precharge Delay (bedeutet Speicher-Timing)

–          Dabei geht es um die Ansteuerung der Speicherzellen (RAS)

–          Die Übermittlung der Daten aus der entsprechenden Speicherzelle (CAS)

–          Eine kurze Erholung vor dem nächsten Lesezyklus (Precharge Delay)

b.      2-3-3 bedeutet es werden …

–          2 Taktzyklen für CAS benötigt

–          3 Taktzyklen für Row-to-Column Delay benötigt

–          3 Taktzyklen für Precharge Delay benötigt

12. Im Gerätemanager von Windows-Betriebssystemen findet man häufig die Abkürzung ACPI. Was bedeutet sie und welche Funktionen werden hiermit beschrieben?

a.       ACPI (Advanced Configuration and Power Interface)

b.      ACPI ist ein Standard, nach dem u.a. Stromspar-Modi bei Computern klassifiziert werden.

c.       z.B. wird dabei der Computer im wesentlichen nicht mehr mit Strom versorgt, muss aber danach nicht etwa normal booten, sondern nur den vorher auf Festplatte gesicherten Systemzustand wiederherstellen.

d.      damit so etwas funktionieren kann, müssen alle Komponenten (Festplatten, CPU, Chipsatz, Grafikkarte) ACPI unterstützen

13. Erläutern Sie die prinzipiellen Unterschiede zwischen einem parallelen und einem seriellen Bus.

a.       Beim parallelen Bus werden zusammengehörende Daten (Bits) gleichzeitig über separate Leitungen übertragen

b.      Beim seriellen Bus werden zusammengehörende Daten (Bits) nacheinander über eine Leitung übertragen (weitere Bezeichnung: Link)

14. Aus welchen grundsätzlichen Leitungsgruppen besteht ein paralleler Bus?

a.       Ein Bus besteht aus Datenbus, Adressbus und Steuerbus (Kontrollbus).

b.      Im Adressbus wird übertragen von wo die Daten kommen.

c.       Im Datenbus sind die Daten

d.      Im Steuerbus wird übertragen ob der Bus z.B. frei oder belegt ist, die Daten korrekt sind oder ob es sich um einen Zwischenzustand handelt

15. Begründen Sie, warum serielle Busse bei hohen Taktfrequenzen Vorteile gegenüber einem parallelen Bus haben.

a.       Bei parallelen Bussen entfällt das Übersprechen zwischen den verschiedenen Adern.

b.      Bei parallelen Bussen gibt es eine vereinfachte Kabelführung.

c.       parallele Bussysteme können nicht mit einer hohen Taktfrequenz betrieben werden da bei den Nachbahrleitungen eine Spannung induziert wird, die das Signal verändern und Fehler verursachen.

d.

16. Welche Datenbusbreiten können moderne Prozessoren verarbeiten?

a.       64 Bit intern und 32 Bit extern

1. Über einen Datenbus müssen 2,6 GB an Nutzdaten übertragen werden. Welche Zeit würde hierfür theoretisch unter Zugrundelegung der im Kapitel maximalen Übertragungsraten hierfür benötigen:

a.       Bei einem PCI 1.0 Bus

b.      Bei einem PCI 2.3 Bus

c.       Bei USB 2.0

d.      Bei USB 3.0

e.      Bei FireWire 2

f.        Bei PCIe*16

PCI 1.0 Bus Datentransfer 132 MB/s 20 Sek
PCI 2.3 Bus unbekannt
USB 2.0 Datentransfer 12 MB/s 3 Min 36 Sek
USB 3.0 Datentransfer 480 MB/s 5 Sek
FireWire 2 Datentransfer 400 MB/s 7 Sek
PCIe*16 unbekannt

18. Ein Prozessor kann maximal 64 GB Speicher adressieren.

a.       Wie viele Adressleitungen sind hierzu erforderlich?

b.      Berechnen Sie exakt, wie viele Bytes Speicherkapazität ein 64 GB Speicher hat.

Zu a) Es müssen 36 Adressleitungen sein

log (64*1024*1204*1024)/ 2log

Zu b) Es sind 68719476736 Bytes (n=236)

19. Erläutern Sie die grundsätzlichen Unterschiede zwischen PCI und PCI Express.

a.       PCIe ist seriell, PCI parallel

b.      Bei PCIe sind mehrere serielle Verbindungen über jeweils eine Lane möglich

    1. Beide Systeme sind hardwareseitig inkompatibel zueinander, Softwareseitig sind sie jedoch voll kompatibel
    2. PCIe ist grundsätzlich schneller
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