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EBR Übung 4 Lösungen Aufgabe 1: a) Wofür steht „ECC“? La) ECC steht für error correction code und dient der Fehlersicherung. b) Beschreiben Sie das Verfahren der Paritätsbildung. Wo liegen die Unterschiede zwischen Längs- und Querparität? Was sind die Vorteile einer Kombination? Gibt es Nachteile? Lb) Bei dem Wort 0100 1110 ist das gerade Paritätsbit 1 und das ungerade Paritätsbit 0. Der Unterschied liegt in der Überprüfung, die eine ist Längs und die andere Quer. Der Vorteil, wenn man beide Verfahren anwendet ist, dass die Fehlerkennung genauer ist (2Bit Fehler). Der große Nachteil ist der, dass man mehr physische Speicher zur Überprüfung verwendet und weniger Speicher nutzen kann, um Daten zu speichern.

Aufgabe 2: a) Wie lautet die kleinste ansprechbare Speichereinheit einer Festplatte? Welche Informationen sind zu einer solch gezielten Ansprache notwendig? Was bezeichnet der Begriff des Logical Block Addressing? La) 1Byte; Man benötigt die Nummer der Oberfläche, die Nummer der Spur auf der Oberfläche und die Nummer des Sektors in dieser Spur. Das lba-Verfahren nummeriert die eben genannten Komponenten einer Festplatte durch. b) Wie viele Köpfe und Spuren haben moderne SSD-Festplatten? Nennen Sie Vor- und Nachteile dieser Technik. Wie lauten aktuelle Kenngrößen? Lb) 0 Köpfe, 0 Spuren; Vorteile: keine mechanischen Teile (resistent gegen Erschütterungen), blockweise löschbar, hohe Speicherdichte und kurze Zugriffszeit. Der größte Nachteil ist der Verschleiß, durch Löschzyklen wird die Isolierungsschicht des Floating Gates beschädigt. Dadurch wird die Zelle irgendwann unbrauchbar. c) Vergleichen Sie die Informationsspeicherung auf herkömmlichen Festplatten mit der Methode, die auf CDs zum Einsatz kommt. Lc) CDtt: Pit entspricht 1 (nicht reAektierend), Land entspricht 0 (reAektierend); Daten werden in einer Spirale abgespeichert. Festplatte: Magnetisiert 1, nicht magnetisiert 0; Daten werden durch einen StromAuss gelesen. Wegen der Fehlenden Strukturierung (lba) bei der CD ist die Festplatte bei der Suche wesentlich schneller. d) Wie ist es möglich, dass DVDs auf identischen Trägern die mehrfache Datenmenge einer CD speichern können? Erläutern Sie Unterschiede in der Struktur und wie dies mit der Wellenlänge zu tun hat. Wieso sind die Verfahren trotz ihrer Gemeinsamkeiten inkompatibel und wieso können moderne Laufwerke dennoch beide Medien verarbeiten? Ld) Die DVD hat kleinere Pits, engere Spiralen, roter Laser (kürzere Wellenlänge). Moderne Laufwerke sind mit 2 Lasern ausgestattet für CD und DVD.

Aufgabe 3 Aufgabe 3: Bestimmen Sie die Bruttospeicherkapazität einer MagneDestplatte mit 16 Köpfen, 4096 Spuren, 1024Sektoren je Spur und 512 Byte je Sektor. a) Berechnen Sie das Ergebnis als Zweierpotenz. Tipp: Vermeiden Sie komplexe Rechenoperationen durch Überführen obiger Werte in Zweierpotenzen und rechnen Sie durchgängig mit Zweierpotenzen. b) Überführen Sie das Ergebnis in eine gebräuchliche Darstellung (beispielsweise Gigabyte (GB)). La) 24 Köpfe * 212 Spuren/Köpfe * 210 Sektoren/Spuren * 29 Byte/Sektoren 212 * 210 * 29 Byte

= 24 *

Lb) = 235 Byte = 25 GB = 32 GB Aufgabe 4: a) Erläutern Sie die Begriffe Arbeitsspeicher, Buffer, RAM, Register, ROM. Nennen Sie Anwendungsgebiete, Eigenschaften und eventuelle Kenngrößen. La) Arbeitsspeicher: Dient der vorübergehenden Ablage von Daten für den Prozessor, setzt sich aus RAM und ROM zusammen. Buffer: Zum Speichern von Daten die transportiert werden sollen, ob bei unterschiedlich schnellen Komponenten im Einsatz. RAM: Flüchtiger Schreib-/Lesespeicher. Register: Sehr schneller Speicher der Bestandteil der CPU ist und der Arbeitsgeschwindigkeit der CPU angepasst ist. ROM: Read only Memory, Inhalte die fest gegeben sind und nur gelesen werden können. b) Wofür wird der Cache verwendet? Was hat seine Einführung erforderlich gemacht und wo kommt er zum Einsatz? Inwiefern hat die Architektur von SoftwareAnwendungen einen EinAuss auf die Verwendung des Caches? Lb) Cache ist ein sehr schneller Zwischenspeicher, er beendet sich zwischen Speicher und Prozessor. Er dient der Speicherung von Daten, die der Prozessor ggf. noch in der Berechnung des aktuellen Programms benötigt. Eine innere Logik sorgt dafür, dass wenn die Daten nicht im Cache gefunden werden können, sie im deutlich langsameren Speicher gesucht werden....