Lernziele
Es gelten die Lernziele der Lektionen, die wir behandelt haben.
Übungsaufgaben
Einführung
Füllen Sie die Lücken ein: In der Informatik teilen wir Dinge gern in Module auf, um Ordnung zu schaffen. Wenn wir ein Modul verwenden, können wir uns ausschliesslich auf die ??? des Moduls konzentrieren und die Details der ??? komplett ignorieren.
Lösung
Wenn wir ein Modul verwenden, können wir uns nämlich ausschliesslich auf die Abstraktion oder Schnittstelle des Moduls konzentrieren und die Details der Implementierung oder Funktionsweise komplett ignorieren.
EVA & digital
Für was stehen E, V und A beim EVA-Prinzip?
Lösung
Eingabe, Verarbeitung, Ausgabe
Analog & Digital
Was unterscheidet ein digitales von einem analogen Signal?
Lösung
Ein digitales Signal arbeitet mit klar definierten Zuständen, oft in Form von “ON” (1) und “OFF” (0). Man kann die Zustände nicht mischen, “Halb-ON” (0.5) gibt es schlicht nicht.
Binärsystem
Formen Sie ins Dezimalsystem um.
Lösung
Formen Sie ins Binärsystem um.
Lösung
Logikgates & Addierer
Ein OR-Gate habe zwei Inputs “A” und “B” sowie einen Output “out”. Schreiben Sie die Wahrheitstabelle auf.
Lösung
A B out 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1
Schreiben Sie Wahrheitstabellen für diese Schaltungen.
Lösung mit Videoerklärung
Die Wahrheitstabelle und die Herleitung mit Farben:
A B out 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0
Und hier ein Erklärvideo der Aufgabe:
Lösung mit Videoerklärung
Die Wahrheitstabelle und die Herleitung mit Farben:
A B out 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0
Hier ein Erklärvideo dazu:
Lösung mit Videoerklärung
Die Wahrheitstabelle und die Herleitung mit Farben:
A B C out 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1
Hier das Erklärvideo zur Aufgabe:
Lösung
Die Wahrheitstabelle und die Herleitung mit Farben:
Vervollständigen Sie: Ein Halbaddierer besteht aus (Anzahl) ??? Logikgates, nämlich einem ??? und einem ???.
Lösung
Ein Halbaddierer besteht aus zwei Gates, nämlich ein AND und ein XOR.
Na toll… Meine Katze hat wieder mit meinem Addierer gespielt und alle Verbindungen rausgerissen 😭 Helfen Sie mir bitte und zeichnen Sie die richtigen Verbindungen ein!
Lösung
Zum Üben habe ich die Logikgates wieder schön arrangiert.
Testaufgaben zur Von-Neumann-Architektur
Benennen Sie folgende sechs Teile der Von-Neumann-Architektur.
Lösung
- Control Unit (CU) oder Steuerwerk
- Arithmetic Logic Unit (ALU)
- Register
- Program Counter (PC) oder Speicherzähler (auch Instructionpointer (IP) / Speicherzeiger wären ok)
- Systembus
- Arbeitsspeicher (RAM)
Im Speicherzähler des Prozessors befindet sich:
- ein Befehl
- eine Adresse
- ein Zwischenergebnis
Lösung
Eine Adresse ist richtig
Im Fetch-Schritt des FDE-Zyklus wird was von wo nach wo transferiert?
Lösung
Die aktuelle Adresse im Speicherzähler (PC) Register bestimmt, welche Speicherzelle im Arbeitsspeicher (RAM) gelesen wird. Der Inhalt dieser Speicherzelle wird in ein Register im Prozessor kopiert.
Wenn Sie dieses Programm ausführen: Welcher Wert steht am Schluss im Akkumulator?
Lösung
505.
Falls Sie -191 gesagt hätten: Dieser Wert wird ausgegeben. Aber das Programm lädt bei Speicherzelle 05 den Wert der Speicherzelle 00 in den Akkumulator.
Was müssten Sie bei folgendem Programm tun, damit die Zahlenreihe in der Ausgabe nicht bei 0 sondern bei 7 beginnt?
Lösung
Den Inhalt der Speicherzellen 00 und 01 vertauschen.
Was müssen Sie vor dem Ausführen dieses Programms tun, damit es 99 ausgibt?
Lösung
Die Zahl 5 in die Eingabe schreiben.
Was gibt dieses Programm aus? Wie würden Sie die Rechnung zusammenfassen?
Lösung
Ausgabe: . Es wird gerechnet
⛔ Betriebssystem (nicht Prüfungsstoff)
Sie schreiben ein Programm, das Sie auf vielen Computern installieren möchten. Beantworten Sie mit wahr oder falsch: Welche Information über die Computer brauchen Sie?
- Was für einen Prozessor sie benutzen
- Der vorhandene Speicherplatz
- Das Betriebssystem
Lösung
Sie müssen nur das Betriebssystem kennen, weil das Betriebssystem die Details der Hardware “weg-abstrahiert”.
Sortieren Sie Anwendungsprogramme, Anwender, Hardware und Betriebssystem nach Abstraktheit.
Lösung
- Anwender (am abstraktesten)
- Anwendungsprogramme
- Betriebssystem
- Hardware (am wenigsten abstrakt)
⛔ Hardwarekomponenten (nicht Prüfungsstoff)
Sie haben einen Arbeitsspeicher in der Hand. Wo würden Sie ihn auf diesem Mainboard einstecken?
Lösung
Excalidraw image not available
Die wichtigsten Komponenten (z.B. Arbeitsspeicher, Grafikkarte) können über den Systembus direkt mit der CPU kommunizieren. Über welchen Verteiler auf dem Mainboard läuft der Datenverkehr für andere, weniger wichtige Komponenten?
Lösung
Das Chipset.
In welchem Szenario könnte es sein, dass ein Prozessor trotz niedrigerer Taktfrequenz schneller ist, als einer mit einer höheren Taktfrequenz?
Lösung
Wenn ein Prozessor mehre Prozessorkerne hat, kann er Operationen parallel durchführen. Der gesamte Prozessor kann so trotz niedrigerer Taktfrequenz insgesamt schneller sein.
Details zum Verständnis: Solche Prozessorkerne funktionieren, als hätten Sie mehrere Prozessoren in einem Computer, die parallel rechnen können (wenn die Programme dafür gemacht sind).
Wie heisst die Komponente, die alle anderen Komponenten mit Strom versorgt?
Lösung
Das Netzteil