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Prüfulgsteiluebmer

Prüfuagste:rnin

Eiaze1präfurgsnumer

Kennzahl:

Frühjahr

66113

Kennwort:

1998
-Nr . :

Arbei tsplatz

Erste

Staatsprüfung

für

ein

Lehrasrt

an öffentlichen

Prüfungsaufgaben

(vertieft

Facb,:

Info:matik

Einzelprüfung:

Rechnerarchitektur,Datenb.,Betriebssys.

Anzahl

der gestellten

Anzahl

der Druckseit,en

Thenen
dieser

(Aufgaben) :
Vorlage:

Bitte

wenden !

studiert)

2
5

Sch,ulen

r']:r.uu anr

Lvvö

!;LnzeJ.pnrrungrsnr.

Thema Nr.
sämtliche

Teilaufgaben

: bb113

Seite:

2

1

sind

zu bearbeiten

I

Aufgabe 1:
1.1 BeschreibenSie die einzelnenSchritte,die notwendigsind, um ein Prograrnm,das im
vorliegt.aufeinerRechenanlug,
QuellcodeeineriröherenProgrammiersprache
uurzuführen.
L.2 WelcherypischenFunktionendesBetriebssystems
sind mit großerWahrscheintichkeir
bei
deneinzelnenSchrinennotwendie?

Aufgabe 2:
Verseuenwir uns für dieseAufgabein den Nltag einerFamiliemit drei Kindern,die im
Mnter draußenspielenwollen.Damitsiesichnichterkäiten,brauchtjedesKind eineMütze,
ein PaarHandschuhe
undeinenSchal.LeiderbesitztjedesKind im Momenrnur einesdieser
drei Kleidungssttickeund zwar jedes ein anderesTeil. Außerdem haben sie im
KleidersctranknocheineMütze.ein PaarHandschuhe
undeinenSchalgefunden.
Wennein Kindnachdraußenwiil,brauchtes nochzweivondenSachenausdemSchr:ank:
. entwederSchalundMütze
. oderMützeundHandschuhe
. oderHandschuhe
undSchal
2-1 GebenSieeine Lösungfür diesesSynchronisations-Probtem
an unterVenrvendung
von
. Semaphoren
und eineLösungunterVenrendung
. einesPetrinetzes.
2-2 Mit welchen(allgemeinen)
Methodenhaben Sie bei lhrer Lösungverhindert,daß das
angegebene
Prozeßsystem
verklemmen
kann?

Fort,setzung

nächste

Seite !

rrL LnJ aI r r

L> > ö

!;J.nze-Lpr:ulungsnr.

: 65113

Seite:

3

Aufgabe3:
Regelung
derZmmertemperatur
miteinerHeizung.

ln einemZimmer soil die Temperarur
auf einemfestenWert gehaltenwerden.Dazu kann
gemessen
übereinenSensor(Tn die akruelleZimmenemperarur
werden.Die gewünschte
Zimmenemperatur
soil übereinenFunktions-AufrufZT-soll einsrellbarsein,dernur Werte
zwischeni 50C und25oC zulassen
soll.
Die Heizungarbeitetmit einemBrenner.einemWärmespeicher,
einerUmwiilzpumpe
und
einemHeizkörperim Zmmer.
Der Brennersoll von der Steuerungeingeschaltet
werden,wenn die Temperanrdes
Wärmespeichers'5
Gradunter die Wärmespeichersolltemperatur
gefalleniq und wieder
wenn
ausgeschaitet. die Solltemperatur
erreichtist.
Die Solltemperatur
desWärmespeicher
soll ebenfallsvorgegeben
werdenkönnenmit einem
WsT_soll,der nur Wertezwischen50oC und 75oC zuläßr
Funktionsaufruf
Die Umwälzpumpe
versorgtdenHeizkörpermit Wärme.Siesoll eingeschaltet
werden,wenn
die Zmmertempemtur I Grad unter die Solltemperarurgesunkenist, und wieder
ausgeschaltet,
wenndie TemperaturI Gradüberdie Solltemperarur
gesriegen
ist.
Gegeben:
-

Hardwaremodul
Brennermit denOperationen
einschalten
und ausschalten.

-

Hardwaremodul
Umwäilzpumpe
mit denOperationen
einschalten
und ausschalten.

-

Hardwaresensor
Temperaturflihler
mit der Operariongib_wert

-

Ein Zeitsteuer-Modul.
mit einerFunktion:Warte zeirinrervall

3 . t SpezifiziercnSie dasModulSteuerung.
? )

FormulierenSie die einzelnenProzeduren
in einerlhnengeläufigenProgrammiersprache.

Fortsetzung

nächste

Seite !

r: .r. Ul.tJ

ctl'l-l.

L>

E;Ltlzel.plallungrsnr.

> ö

: 55113

Seite:

4

Aufgabe 4:
4.1 ErklärenSiedie Begriffe"Sei[e"und..Kachel".
4.2 wie ist einevirnrelleAdresseaufgebaut
paging)?
(nur-reines
4-3 SkizzierenSie denAbbiidunesmecharrismus
beim Pagingvon virnrellenauf physikalische
Adressen!
4-4 WelcherHardwarevorgang
und weicheSofnvareroutinen
laufen bei "Derrlaqdpaging,,ab,
wenneineSeiteangesprochen
wird, die nicht im Arbeisspeicherist (undderRechnJrpaging
untersrti:g:-)?
4.5

Erkläen sie den seirenausrauschaigorithmus
LRU.

Aufqabe 5:
5.1 Beschreiben
Sie die 7 SchichtendesISO - OSI Kommunikationsmodells.
5-2 Wassinddie wesentlichen
Unterschiede,
Vor- undNacbrcüezwischeneinemTokenBus
und einemsystem, dls den Zugriff mehrererRechnerauf rrrs gemeinsame
Kommunikationsmedium.
mir dercSM NCD Methodesreuen.
Thema Nr. 2
sämtliche

Teilaufgaben

sind zu bearbeiten !

1. Aufgabs Schaltkreisentwurf
a) Man modellieredie SteuerungeinesFahrgeschiifts.
Die Wagen befährendie Strecke
immer in eineRichtung.Um Auffahrunfällean venneide4ist?ie Streckein Abschnine
aufleteilt- In jedem Streckenabschnin
ist ein Signataufgesreilt,aasrot oder grrin anzeigt.
Solangedas Signal rot aveigt, bleibt der Wagen in di.sr. Streckenabschnin
stehen.
Sersorensteilenfest, ob sichein Wagenin einemStreckenabschnitt
befindet.

Süedrenabscfrriü
l+l

l i . c l S|gnalA l+t

f,G

Wl
sfnarAg

FahülcfülnE

Das SignalA soll dnrcheinenAutomatenmit vier zuständengesteuertwerdenDas
Signatsoll rot anzeigeuwern sichein Wagenim Strecker,'bschnitr
i+l befinderCrehen
Siedavonaus.daßsichaneinemZeipunktimrno nureinWagenUon.ga
StdlenSiedasZustandsdiagrantm
desAutomaten
auf,WählenSie für dieZustände
und
die [rber$ngegeeignere
.,ttrkriranngen
(mit Erklärungen).
b) Enturcrfen
SieeinSchairwerlc,
dasdiesenAutomaren
reaüsien.
Die Schaltfunkrionen
sind
mit Hilfe vontr(arnougtrtubln
zr minimieren'
Fortsetzrrng nächstre seite !

Fr:uhj ahr

L9 9 8

Einzelprüfungsnr.

: 6G113

Seite:

5

2. Aufgabe: Referenzlokalitit
a) Erläutern Sie das Lokalitatsprinzipfür Speicherreferenzen.
Was versteh mzn gnter
räumlicherundzeitlicherLolcalitat?
b) Nennen Sie drei Architeknraspektefür Rechnerkernund Flauptspeicher,die das
Lokalitatsprinzipausnutzen.
3. Aufgabe: Architekturbewertung
a) Rechnerarchiteknrenwerden u.a- dadurch bewerte( daß die Leisnrngsmaßemittlerer
Durchsaq mittlere Auslastungund mittlere Antworueit sowie die Vertäßlictrkeisgrößen
Zwerlässigkeit und Verfügbarkeitan Hand von mathematischenArchitelcunrrodellen
bestimmtwerden.Zu diesemZweckesei ein Rechnerals einfachesWarteschlangensystem
modellien. Erläutern Sie die obigen Begriffe, md geben Sie deren marhematische
Definitionenfür ein Warteschlangensystem
an.
b) Im (statistischen)Gleichgewichtlassen sich einfache Beziehungenarischen den
Leisnrngsgrößenherleiten. Nennen Sie diese Beziehungenunter lfinanziehung der
LittleschenFormel.GebenSiejeweilsein numerisches
Beispieldafüran.
4. Aufgabe:Caches
a) ErläuternSie.ausgehend
von einerSpeicheradresse,
dasZugriffsverfahrenfür einendirekt
(direct
abgebildeten
Cache
mappedcache).
b) Ein direkt abgebildeter.
write-throughCachehabeeine Kapazftatvon 256 KBytesund
Cachezeilender Große 32 Bytes. Die Speicheradressen
seien 32 Bits breit; die
geschehe
Adressierung
Byte-weise.WievieleBits enthältder Cache-Index?
WievieleBits
enthältder Cache-Tag?
Wie groß muß die Speicherkapazität
(in Bits) des Cachessein
unterBenicksichtigung
derGiltigkeitsbits,der Tagsund der Cachezeilen?
c) ErläuternSiedie Bedeutung
der Gültigkeitsbits.
WiesosindkeineDirrv-Bitsnötis?