PrüfutEsteilaehmer

Prüfungster:uin

ELnzelprllfungsDg6er

Kennzabl:

Frühjahr
Kennwort:

Arbeitsplatz-llr.

Erste

66111

r99s
:

Staatsprüfung

für

ein Lehrant

an öffentlicben

, Prüfungsaufgaben

-

t

Fach:

Informatik

Einzelprüfung:

Betriebs/oatenbanksyst.

Anzahl

der

gestellten

Anzahl

der

Druckseiten

themen
dieser

(vertieft

(Aufgaben):
Vorlage:

Bitte

wenden !

studiert)
rRechnerarch.
1
3

Scbulen

Frühjahr 1995

seimtliche

1.

Einzelprüfungsnr.:

Teilauf

gaben

sind

66111

zu bearbeiten

Seite:

2

!

Aufgabe:
a ) Drücken Sie drrch eine Formel au. wranel
Zeit benötigtwird. um ein hograrrrm auf einernRechnerin
Abhingigkeit der fol gendenGrößenak'arbeiren:
/
miülere Zvkhxüinge
CI
Anzzhl der Zyklen pro lvlaschineninstruktion(QvclesPer Instnrcrion)
IC
mittlere Befehts-hi (InstnrctionCount).
b ) WelcheMÖgtigttkeitenglbt esfür denRechnerarchitekten
einenRechneran ennrickeln. der dasprogramm mÖglichstschnell abarbeitet?WelchedieserMögtictrkeitensind eher technologie-,
welcheeher
architeknrrabhlinglg?WelchedieserMöglichkeiten lassensich nur schlechtgleichzeitigvenrrgklichen?
c ) Für ernenMLx aus Benchmarkswurdcn folgendeAnteile verschiedenerInstruktionsafien
ermiuelt:
lnstnrktion
lnteger€perauon
Load/Store
Branch
Jtmp

Anterl

RechnerI

5r%

Rechner
2

2
4
2
)

I
I
I
I

30%
17%
2 o/o

Diebeideo
lectenSpalteo
geben
dieAnzahlderZytlcoproInsmktionfür Rcchner
I huw.Rcchncr
2
an' DieTaktfrequenz
von Rechner
1 beträgt20 MHzunddieTaktfrequenz
von Rechn€r
2
beträgtI MHz.WelcherRechne,
ist schneller?
2. Aufgabe:
Betrachten

Sie eine typische

a) !{elche Funktion

6-stufige

Befehlepipeline

!

haben die ej_nzelnen pipelinestufen?

b) wie sroß ist q*:-!:::U:gnieuns -n'l{äschinäirinJliulüor,lr,
(-s-peed-up),dj.e na! erhät,
wenn der rnstrukr ions.rrom äue
n"steht und keine pipeline-Henunnisse auftreten?

c) werche Beschleunigung erhä1t man für einen rnstruktionsscron
der Länge n. im_rdäarfarr, wenn äiä p.oze""orarchitektur
n
derartige pipelir,res enthälr, aie neUenta"fig-bÄiii.üJi
weraen
können ( Superskalaprozeseori ?
d) Nennen sie- (wenigetensy zwei Eigenachaften von rnstruktionBströrnen' die verhinderrir, daß diEeer rdearfarr "irrüäiär,
Erläutern sie die auswiikung- dieser nigenschitiÄn-Änrrä"a r..rrrrr
""n
Pipeline-phasendiagrannen !
e1 skizzieren sie, eine 4-stufige l arithmetische) piperine
für die
Gleitpunkr-Addition,
und.eriäritern sie aie runrtiän--äer einzelnen Stufen !

Fortsetzung

nächste Seite !

Frühlahr

1995

Einzelprüfungsnr. 3 6611,1

Seite:

3

3. Aufgabe:
a ) Erläutern Sie die Begriffe CISC und RISC! Stellen Sie dazu
j eweils charakt,eristische
Eigenschaf ten gegenüber !
b) Um die Befehlspipeline
in einem Prozessor nicht zu bremsen,
arbeiten manche RISC Prozessoren mit sogenannten delayed
brancäes, d.h. der hinter einem SprungUätetrt stehende Befehl
(im sogenannten delay sl,ot) wird noch-in jedem Fall ausgeführt.
Geben Sie zwei Yöglichkeiten
zur FüIlung des delay s-Iots an
und begründen Sie, wann sie verwendet wärden könnän und $rann
dadurch eine Leistungssteigerung
erreicht wird!
c) Nennen Sie neben Sprüngen eine weitere Ursache, die zu Verzögerunggn_+n einer Befehlspipeline
führen kann und geben Sie
eine Möglichkeit
zutr Aehebung an !
d) Welche Auswirkungen haben RlsC-Architekturen

auf Compiler?