Prozessorarchitektur: Aufbau und Funktionsweise von Prozessoren

Question 1

Welcher Pipelining-Typ ermöglicht die gleichzeitige Ausführung von Anweisungen aus zwei verschiedenen Threads?

Accepted Answer

Thread-Level-Parallelismus

Answer

Skalarpipelining

Answer

Superskalarpipelining

Answer

Out-of-Order-Ausführung

Question 2

Welche Caching-Strategie maximiert die Wahrscheinlichkeit, häufig verwendete Daten im schnellsten Cache zu finden?

Accepted Answer

Mehrfach-assoziatives Caching

Answer

Write-Back-Caching

Answer

Write-Through-Caching

Answer

Direkt-Map-Caching

Question 3

Welcher Registertyp wird ausschließlich zur Speicherung von Operanden für ALU-Operationen verwendet?

Accepted Answer

Allzweckregister

Answer

Steuerregister

Answer

Indexregister

Answer

Stackzeiger

Question 4

Welche Anweisungsart wird verwendet, um eine Verzweigung auszuführen, die vom Wert eines bestimmten Registers abhängt?

Accepted Answer

JNE

Answer

ADD

Answer

MOV

Answer

CMP

Question 5

Welcher Modus des Betriebssystems ermöglicht den vollständigen Zugriff auf das System und die Ausführung privilegierter Operationen?

Accepted Answer

Kernelmodus

Answer

Benutzermodus

Answer

Gastmodus

Answer

Hypervisor-Modus

Question 6

Welcher Busstandard wird typischerweise in Systemen mit mehreren Prozessoren eingesetzt?

Accepted Answer

HyperTransport

Answer

PCI

Answer

ISA

Answer

USB

Question 7

Welche Technik trägt zur Verlängerung der Akkulaufzeit tragbarer Geräte bei, indem sie die Betriebsspannung und die Taktfrequenz des Prozessors dynamisch anpasst?

Accepted Answer

Dynamisches Power Management (DPM)

Answer

Multithreading

Answer

Virtualisierung

Answer

Fehlerkorrekturcode (ECC)

Question 8

Welcher Speichertyp zeichnet sich durch die geringsten Zugriffszeiten aus?

Accepted Answer

SRAM

Answer

DRAM

Answer

Flash-Speicher

Answer

Festplatte

Question 9

Welche Aussage beschreibt die Befehlssatzarchitektur (ISA) von Prozessoren korrekt?

Accepted Answer

Die ISA legt die Befehle fest, die ein Prozessor versteht und ausführt.

Accepted Answer

Die ISA beeinflusst die Kompatibilität von Software zwischen Prozessoren.

Answer

Die ISA ist unabhängig von der Hardware des Prozessors.

Answer

Die ISA hat keinen Einfluss auf die Computerleistung.

Question 10

Welcher Begriff beschreibt die chronologische Abfolge, in der Befehle in einem Prozessor abgearbeitet werden?

Accepted Answer

Pipelining

Answer

Befehlssatzarchitektur

Answer

Caching

Answer

Speicherverwaltung

Question 11

Welche Komponente eines Prozessors speichert häufig aufgerufene Daten und Anweisungen, um die Zugriffszeit zu verringern?

Accepted Answer

Cache

Answer

Registerdatei

Answer

Hauptspeicher

Answer

Eingabe-/Ausgabe-Bus

Question 12

Welcher Aspekt der Prozessorarchitektur definiert die Befehlstypen und Registerkonventionen?

Accepted Answer

Befehlssatzarchitektur

Answer

Pipelining

Answer

Caching

Answer

Speichermanagement

Question 13

Welche Technik optimiert die Prozessorleistung durch die parallele Abwicklung von Befehlsabruf, -dekodierung und -ausführung?

Accepted Answer

Pipelining

Answer

Multithreading

Answer

Superskalares Design

Answer

Datenpfadoptimierung

Question 14

Welches Register speichert die Adresse des nächsten auszuführenden Befehls?

Accepted Answer

Befehlszähler

Answer

Akkumulator

Answer

Stack-Zeiger

Answer

Datenzeiger

Question 15

Welche Caching-Strategie verwendet einen Algorithmus, um zu ermitteln, welche Daten aus dem Cache entfernt werden sollen, wenn zusätzlicher Speicherplatz benötigt wird?

Accepted Answer

LRU (Least Recently Used)

Answer

Direkte Abbildung

Answer

Vollassoziativ

Answer

Satzassoziativ

Question 16

Welche Anweisung lädt einen Wert in das Register R1?

Accepted Answer

MOV R1, 10

Answer

ADD R1, R2

Answer

SUB R1, R3

Answer

JMP R1

Question 17

Welche Komponente übersetzt Anweisungen aus höheren Programmiersprachen in Maschinencode?

Accepted Answer

Compiler

Answer

Assembler

Answer

Linker

Answer

Loader

Question 18

Welcher Cache-Typ wird in Prozessoren verwendet, um Daten in unmittelbarer Nähe zum Prozessor zu speichern?

Accepted Answer

L1-Cache

Answer

L2-Cache

Answer

L3-Cache

Answer

Sekundärspeicher

Question 19

Welche Aussage über Pipelining ist korrekt?

Accepted Answer

Es ermöglicht die parallele Ausführung mehrerer Befehle.

Answer

Es erhöht die Latenz einzelner Befehle.

Answer

Es kommt ohne zusätzliche Hardware-Ressourcen aus.

Answer

Keine der oben genannten

Question 20

Welche Anweisung in der x86-Befehlssatzarchitektur wird verwendet, um einen bedingten Sprung auszuführen?

Accepted Answer

JE

Answer

JMP

Answer

CALL

Answer

RET

Question 21

Welche Registerdatei enthält die Statusinformationen, die den aktuellen Zustand des Prozessors beschreiben?

Accepted Answer

Statusregister

Answer

Allgemeine Register

Answer

Steuerregister

Answer

Stackpointer-Register

Question 22

Welche Byte-Reihenfolge wird von Little-Endian-Prozessoren verwendet?

Accepted Answer

Das niederwertigste Byte wird zuerst gespeichert.

Answer

Das höherwertigste Byte wird zuerst gespeichert.

Answer

Die Byte-Reihenfolge ist unabhängig von der Prozessorarchitektur.

Answer

Keine der oben genannten

Question 23

Welchen Zweck erfüllt Pipelining in der Prozessorarchitektur?

Accepted Answer

Es erhöht den Durchsatz durch parallele Befehlsausführung.

Answer

Es verbessert die Cache-Trefferquote.

Answer

Es reduziert den Stromverbrauch.

Question 24

Welche Cache-Ebene befindet sich in der Hierarchie am nächsten zum Prozessor?

Accepted Answer

L1-Cache

Answer

L2-Cache

Answer

L3-Cache

Answer

Hauptspeicher

Question 25

Nennen Sie einen Vorteil der Verwendung von virtuellem Speicher in der Prozessorarchitektur.

Accepted Answer

Ermöglicht die Ausführung von Programmen, die größer sind als der physische Speicher.

Answer

Es verbessert die Cache-Trefferquote.

Answer

Es reduziert die Speicherlatenz.

Question 26

Welche Busart wird häufig in modernen Prozessorarchitekturen verwendet?

Accepted Answer

PCI Express

Answer

ISA

Answer

EISA

Answer

AGP

Question 27

Was ist die Aufgabe eines Speichersteuergeräts in der Prozessorarchitektur?

Accepted Answer

Dient als Schnittstelle zwischen Prozessor und Hauptspeicher.

Answer

Speichert Daten und Anweisungen.

Answer

Führt Berechnungen durch.

Answer

Dekodierte Anweisungen.

Question 28

Welche Technologie wird in modernen Prozessorarchitekturen zur Steigerung der Energieeffizienz eingesetzt?

Accepted Answer

Dynamisches Power Management

Answer

Multithreading

Answer

Virtuelle Maschinen

Answer

Superskalare Ausführung

Question 29

Was ist das primäre Ziel der Out-of-Order-Ausführung in der Prozessorarchitektur?

Accepted Answer

Verbesserung der parallelen Befehlsausführung.

Answer

Reduzierung von Cache-Fehlern

Answer

Erhöhung der Taktfrequenz

Question 30

Welche Komponente ist in der Prozessorarchitektur für die Befehldekodierung verantwortlich?

Accepted Answer

Steuerwerk

Answer

ALU

Answer

Cache

Answer

Bus

Question 31

Erklären Sie den Hauptunterschied zwischen RISC- und CISC-Prozessoren.

Accepted Answer

RISC-Prozessoren haben einen vereinfachten Befehlssatz mit wenigen Anweisungen, während CISC-Prozessoren einen komplexeren Befehlssatz mit vielen Anweisungen haben.

Answer

RISC-Prozessoren sind schneller als CISC-Prozessoren.

Question 32

Welche Pipeline-Stufe ist für das Abrufen von Operanden aus dem Speicher und das Vorbereiten von Daten für die Ausführung verantwortlich?

Accepted Answer

Fetch

Answer

Writeback

Answer

Execute

Answer

Decode

Question 33

Welcher Prozessortyp verfügt über mehrere Ausführungseinheiten, die es ermöglichen, gleichzeitig mehrere Befehle auszuführen?

Accepted Answer

Superskalarer Prozessor

Answer

RISC-Prozessor

Answer

SIMD-Prozessor

Answer

Skalierbarer Prozessor

Question 34

Was ist der Hauptzweck des Last Buffers in einer Prozessorpipeline?

Accepted Answer

Zwischenspeicherung von Daten aus dem Speicher, um die Latenz von Last-Instruktionen zu reduzieren

Answer

Pufferung von Befehlen für die Fetch-Stufe

Answer

Speicherung von Ergebnissen von Store-Instruktionen

Question 35

Welcher Caching-Ersatzalgorithmus wählt zufällig einen Cache-Block aus, um ihn zu ersetzen, wenn ein neuer Block zwischengespeichert werden muss?

Accepted Answer

Random Replacement

Answer

Least Frequently Used (LFU)

Answer

Least Recently Used (LRU)

Answer

First In, First Out (FIFO)

Question 36

Was ist ein Hauptvorteil der spekulativen Ausführung in Prozessoren?

Accepted Answer

Verringerung von Pipeline-Strafen bei falsch vorhergesagten Verzweigungen, was zu einer verbesserten Leistung führt

Answer

Reduzierung des Stromverbrauchs

Answer

Erhöhung der Cache-Trefferquote

Question 37

Welcher Befehlssatztyp zeichnet sich typischerweise durch eine einfache Instruktionssatz-Kodierung und eine große Anzahl von Registern aus?

Accepted Answer

RISC

Answer

DSP

Answer

CISC

Answer

VLIW

Question 38

Was ist das übergeordnete Ziel des Prozessor-Designs?

Accepted Answer

Maximierung der Leistung pro Energieverbrauch (Leistung pro Watt)

Answer

Erreichung der höchsten Taktfrequenz

Answer

Minimierung der Die-Größe

Answer

Bereitstellung einer benutzerfreundlichen Schnittstelle

Question 39

Welcher Befehlssatztyp variiert die Länge seiner Befehle?

Accepted Answer

Variable-Length-Befehlssatz

Answer

CISC-Befehlssatz (Complex Instruction Set Computer)

Answer

RISC-Befehlssatz (Reduced Instruction Set Computer)

Answer

Fixed-Length-Befehlssatz

Question 40

Welche Pipelinestufe ist für das Abrufen des nächsten Befehls zuständig?

Accepted Answer

Fetch

Answer

Execute

Answer

Decode

Answer

Writeback

Question 41

Welcher Cache-Typ speichert die am häufigsten abgerufenen Daten?

Accepted Answer

L1-Cache (Level 1 Cache)

Answer

Hauptcache (Main Cache)

Answer

L2-Cache (Level 2 Cache)

Answer

L3-Cache (Level 3 Cache)

Question 42

Welche Anweisung ist ein Beispiel für eine bedingte Sprunganweisung?

Accepted Answer

JMP if equal

Answer

SUB

Answer

ADD

Answer

MOV

Question 43

Welches Register speichert die Adresse des nächsten auszuführenden Befehls?

Accepted Answer

Programmzähler (PC)

Answer

Akku (ACC)

Answer

Indexregister

Answer

Stack-Pointer (SP)

Question 44

Was ist das Hauptziel von superskalaren Prozessoren?

Accepted Answer

Erhöhung des Befehlsdurchsatzes

Answer

Verringerung der Latenz

Answer

Senkung des Stromverbrauchs

Answer

Verbesserung der Genauigkeit

Question 45

Welcher Cache-Typ wird von mehreren Prozessoren gemeinsam genutzt?

Accepted Answer

Gemeinsamer Cache (Shared Cache)

Answer

Privater Cache

Answer

Level-2-Cache (L2 Cache)

Answer

Level-1-Cache (L1 Cache)

Question 46

Welche Interrupt-Quelle hat die höchste Priorität?

Accepted Answer

Nicht maskierbarer Interrupt (NMI)

Answer

Trap-Interrupt

Answer

Hardware-Interrupt

Answer

Software-Interrupt

Question 47

Welche der folgenden Aufgaben übernimmt ein Co-Prozessor?

Accepted Answer

Unterstützt die Durchführung spezialisierter Berechnungen

Answer

Speichert Daten

Answer

Führt Ein-/Ausgabeoperationen aus

Answer

Ruft Befehle aus dem Hauptspeicher ab

Question 48

Welche Architektur ermöglicht die parallele Ausführung von Befehlen in unterschiedlichen Stufen?

Accepted Answer

Pipelining

Answer

Von-Neumann-Architektur

Answer

Harvard-Architektur

Answer

RISC-Architektur

Question 49

Welcher Befehlssatztyp zeichnet sich durch eine geringe Anzahl von Befehlen aus, die jedoch effizient für die Ausführung häufig verwendeter Operationen optimiert sind?

Accepted Answer

RISC

Answer

EPIC

Answer

CISC

Question 50

Welche Cache-Ebene ist durch ihre physische Nähe zum Prozessor und ihre hohe Zugriffsgeschwindigkeit gekennzeichnet?

Accepted Answer

L1-Cache

Answer

L2-Cache

Answer

L3-Cache

Answer

Festplattenspeicher

Question 51

Welcher Speichertyp dient in Prozessoren als Hauptspeicher?

Accepted Answer

DRAM

Answer

ROM

Answer

EEPROM

Answer

SRAM

Question 52

Welche Komponente eines Prozessors ist für die Steuerung des Systembetriebs und die Ausführung von Befehlen verantwortlich?

Accepted Answer

Steuerwerk

Answer

Speicherverwaltungseinheit (MMU)

Answer

Arithmetisch-logische Einheit (ALU)

Answer

Registerdatei

Question 53

Welche Technik wird verwendet, um die Latenz bei Cache-Zugriffen zu reduzieren?

Accepted Answer

Prefetching

Answer

Seitenumleitung

Answer

Speichersegmentierung

Answer

Speichervirtualisierung

Question 54

Welcher Befehlssatztyp zeichnet sich durch eine **einfache** Befehlstruktur und eine große Anzahl von Registern aus?

Accepted Answer

RISC

Answer

CISC

Answer

VLIW

Answer

EPIC

Question 55

Welche Pipelining-Technik ermöglicht es, mehrere Befehle **gleichzeitig** in unterschiedlichen Stadien auszuführen?

Accepted Answer

Superskalare Ausführung

Answer

Segmentierte Ausführung

Answer

Skalarverarbeitung

Answer

SIMD-Ausführung

Question 56

Welche Cache-Ebene befindet sich **physisch am nächsten** zum Prozessor?

Accepted Answer

Level 1 Cache (L1)

Answer

Level 3 Cache (L3)

Answer

Level 2 Cache (L2)

Answer

Externer Cache

Question 57

Welche Speichertechnologie nutzt **Flash-Speicher** zur Datenspeicherung?

Accepted Answer

SSD

Answer

HDD

Answer

RAM

Answer

ROM

Question 58

Welcher Cache-Algorithmus wählt den am **längsten nicht verwendeten** Block für den Austausch aus?

Accepted Answer

Least Recently Used (LRU)

Answer

Most Recently Used (MRU)

Answer

First In First Out (FIFO)

Answer

Random Replacement

Question 59

Welche Technik ermöglicht es, mehrere **unabhängige Verarbeitungseinheiten** auf demselben Chip zu verwenden?

Accepted Answer

Multiprozessor

Answer

Multithreading

Answer

Superskalare Ausführung

Answer

SIMD-Ausführung

Question 60

Welche Komponente des Prozessors ist für die Durchführung von **arithmetischen** und **logischen** Operationen verantwortlich?

Accepted Answer

ALU

Answer

MMU

Answer

CU

Question 61

Welches Busprotokoll ermöglicht eine **hohe Bandbreite** und ist für die Kommunikation zwischen Prozessoren und Peripheriegeräten optimiert?

Accepted Answer

PCI Express

Answer

USB

Answer

SATA

Answer

Ethernet

Question 62

Welche Speicherorganisation verwendet eine zweidimensionale Matrix aus Zeilen und Spalten?

Accepted Answer

DRAM

Answer

Flash-Speicher

Answer

ROM

Answer

SRAM