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Question
Wer verbindet mehr als zwei Teilnehmer?
Answer
Ein Bus

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Ein Bus verbindet mehr als zwei Teilnehmer.

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Grundprinzipien der Rechnerarchitektur
on Kapitel 8 - Superskalarität Kapitel 9 - Parallelrechner Zurück zur Übersicht Rechnerarchitektur Grundprinzipien der Rechnerarchitektur. D.h. Themen wie RISC, Branch Prediction oder Tomasulo. <span>Kapitel 1 - Prinzipien und Architekturen In welche sieben Ebenen kann man ein Rechnersystem einteilen? Anwendungsebene (Anwendersoftware) Assemblerebene (Beschreibung von Algorithmen, Link & Bind) Betriebssystem (Speichermanagment, Prozesskommunikation) Instruction Set Architecture (ISA,Adressierungsarten) Microarchitektur (Risc,Cisc,Branch Prediction..) Logische Ebene (Register,Schieber, Latches..) Transistorebene (Transistoren, MOS ) nach Tanenbaum Computerarchitektur Wie lassen sich Architekturen klassifizieren? Nach ihrem Rechenprinzip Von Neumann (Steuerfluss) Datenfluß (Zündregel) Reduktion (Funktionsaufruf) Objektorientiert (Methodenaufruf) Nach dem Architektur-Grundkonzept Vektorrechner (Pipeline) Array-Computer (Data-Array) Assoziativ-Rechner (Assoziativ-Speicher) Wie kann die Leistung erhöht werden? Über die Architektur Pipelines, Superskalarität, Spekulative Ausführung, Caches, Busbreite Über Optimierung von Software Compileroptimierung Über die Siliziumbasis Transistordichte und Taktraten Was sind die vier Hauptbestandteile eines typischen Rechners? Was unterscheidet eine Schnittstelle von einem Bus? Ein Bus verbindet mehr als zwei Teilnehmer. John von Neumann mit ENIAC Welche Bestandteile definieren einen von Neumann-Rechner? Der von Neumann-Rechner arbeitet sequentiell, Befehl für Befehl wird abgeholt, interpretiert, ausgeführt und das Resultat abgespeichert. Steuerwerk (Taktgeber und Befehlszähler) Speicher Rechenwerk (CPU) I/O-Einheit Datenbreite, Adressierungsbreite, Registeranzahl und Befehlssatz können als Parameter verstanden werden. Wie arbeitet die zentrale Befehlsschleife eines Von-Neumann-Rechners? Was heißt Havard-Architektur? Daten- und Befehlsspeicher sind getrennt. So ist es möglich Daten und Befehle Zeitgleich aus dem Speicher zu holen. Da dies aber einen extrem hohen Aufwand bedeutet, wird dies nur bei Echtzeitanwendungen implementiert. Was ist ein Taktzyklus? Die Interpretation und Ausführung eines Befehles erfolgt in vier Phasen. Holen Dekodieren (inklusive Operandenadressen berechnen) Daten holen (bzw. Operanden) Ausführen Jede der vier Phasen wird in eine Anzahl von Schnittstellen bzw. Zyklen eingeteilt. Ein Taktzyklus ist die kleinstmöglich verarbeitbare Einheit. Somit benötigt ein Befehl zur Ausführung im Allgemeinen mehr als einen Taktzyklus. Was ist Mikroprogrammierung? Durch Einsatz von Matrix-Speichertechnologie ist es möglich Steuersignalkombinationen in je einer Zeile dieser Speichermatrix abzulegen. Somit können Zeile für Zeile Maschinenzustande auf dem Prozessor hinterlegt werden. Das sogenannte Mikroprogramm. Die interne Logik ist eher zufällig optimiert. Daher der Begriff "Random Logic". Was sind Complex Instruction Set Computer (CISC)? Durch Einführung von mnemonischen Kodierungen von Mikrobefehlen, welche von Mikrobefehls-Assemblern verarbeitet werden, sind weitaus komplexere Befehle möglich. CISC bietet einen sehr großen Befehlssatz mit sich start unterscheidenden Befehlen in Ausführungszeit und Parameterliste. Gegenüberstellung der Architektur von CISC und RISC Worin unterscheiden sich RISC und CISC besonders? Eigenschaften CISC RISC Register Wenige Register( ca. 20) Viele Register (bis zu 200) und Registerfenster Befehlssatz ca. 300 Befehle und mehr als 50 Befehlstypen Nur rund 100 meist registerorientierte Befehle (außer LOAD / STORE) Adressierungsarten ca. 12 verschiedene Nur 3 bis 5 Arten und nur LOAD/STORE zum Speicher Caches Gemeinsame Caches, aber später auch Getrennte Getrennte Daten- und Befehlscaches nach Harvard CPI 1 bis 20 - Durchschnittlich 4 1 bei Basisoperationen - im Schnitt 1,5 Befehlssteuerung Mikrocode im Speicher, aber auch hartverdrahtet Meistens hartverdrahtete Mikroprogramme ohne Mikroprogrammspeicher Beispielprozessoren Intel x86, AMD, Cyrix Sun UltraSparc, PowerPC Welche Befehlssatz-Architekturen kennen Sie? Stack-Architektur? Diese Form benötigt keine Adressen für Operanden und ist somit eine Nulladressmaschine. Quell und Ergebnisoperanden liegen auf einem Operanden-Stack. Vorteil dieser Architektur ist daher die Speicherplatzeinsparung durch die nicht notwendigen Adressen. Akkumulator-Architektur? Um Verknüpfungsoperationen durchzuführen, liegt ein Operand in einem Register und ein Operand typischerweise im Hauptspeicher (Einadressmaschine) . Vorteil ist die einfache Implementierung, da nur ein internes Register benötigt wird. Nachteil ist aber die hohe Speicherlast. Universalregister-Architektur? Ein Satz von gleichberechtigten Registern kann zum Ablegen von Daten genutzt werden. Deshalb sind im Op-Code mehrere Operanden anzugeben (Zwei-, Dreiadressmaschine etc.) Vorteil ist die freie Benutzbarkeit durch Compiler. Ausdrucksberechnungen können somit in beliebiger Reihenfolge erfolgen, was Pipelining möglich macht. Dazu kommt, daß die Speichertransferlast sinkt, die Geschwindigkeit steigt und Superskalartechniken sind effizient einsetzbar. Der Nachteil dieser Architektur sind die teilweise großen Registersets, welche bei jedem Kontextwechsel auszutauschen sind. Außerdem müssen die Operanden Adressiert werden, was zu langen Befehlen führt. Welche Register-Architekturen gibt es? Register-Register ohne Speicheradressen (Sparc,Mips) Verknüpfungsoperationen verwenden nur Register. Nur in Lade- und Speicherbefehlen werden Adressen verwendet. (Load / Store - Architektur). Vorteil ist, dass die Verknüpfungen immer mit Registern geschehen und somit eine Befehlsdekodierung mit fester Länge möglich ist. Vorteile Einheitliche Taktzyklen pro Befehl Pipeline-Prinzip wird dadurch unterstützt Nachteile Code wird größer, da Speichertransfers nur durch zusätzliche Befehle Register-Speicher mit der Möglichkeit von Speicheradressen (Motorola 68000) Vorteile Daten können auch im Speicher referenziert werden, ohne diese vorher Explizit laden zu müssen. Nachteile Durch die variierenden Adressierungen variieren Befehlslänge und Taktzyklen pro Befehl, was äußerst negativ für Verfahren wie Pipelining ist. Speicher-Speicher mit nur Speicheradressen (DEC-VAX) Vorteile Der Programmierer braucht sich nicht um Register kümmern. Deshalb wird die Programmierung transparenter. Nachteile Es entsteht ein hoher Speicherverkehr, was sich Nachteilig auf die Performance auswirkt. Falls doch Register erlaubt werden (Orthogonaler Befehlssatz / CISC), variieren auch hier Befehlslänge und Taktanzahl pro Befehl. Orthogonale Befehlssätze sind solche, welche eine beliebige Kombination von Befehlscode, Adressierungsart und Datentyp zulassen. Was ist Byte-Ordering und Word-Alignment? Alle konventionellen Rechner sind Byte-Adressiert. D.h. das Worte (egal ob 8, 16 oder mehr Bit) bestehen aus einer Folge (aufsteigender) Bytes. Dabei gilt das erste Byte als die Adresse des Wortes. Nimmt die Wertigkeit mit aufsteigender Adresse zu, ist es das Litte-Endian-Format, umgekehrt das Big-Endian-Format. Falls Worte so in den Speicher passen, das keine Verschiebungen auftreten, heißt der Speicher aligned. Prüfen kann man dies durch die Formel Adresse mod Wortlänge = 0? Kapitel 2 - Interrupts und DMA Klassifizieren Sie die verschiedenen Unterbrechungen! Wenn in der Literatur von Interrupts gesprochen wird, so werden oft externe, asynchrone Interrupts g







1.2 – Portfólios x Programas x Projetos x Subprojetos

Uma organização pode ter diversos projetos ocorrendo ao mesmo tempo. Nesse sentido, os projetos podem ser “agrupados”, dando origem aos portfólios ou aos programas.

Além disso, os projetos podem ser de diversos tamanhos e complexidades. Assim, caso necessário, os projetos podem ser “desmembrados” em subprojetos.

Vejamos a definição de cada um desses termos

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Portfólio: de acordo com o Guia PMBOK 6 , “portfólio é um conjunto de projetos, programas, portfólios subsidiários e operações gerenciados em grupo para alcançar objetivos estratégicos”.

Em outras palavras, portfólio é um conjunto de programas, projetos, portfólios subsidiários (“portfólios menores” ou “subportólios”) e operações, (relacionados entre si, ou não), que são agrupados com o objetivo de facilitar o gerenciamento, a fim de que os objetivos estratégicos de negócio da organização sejam alcançados.

Perceba que os programas, projetos, “portfólios subsidiários” e operações que fazem parte de um portfólio poderão ou não estarem interrelacionados entre si. Ou seja, não há necessidade de que eles sejam do mesmo departamento, ou se relacionem de alguma maneira. Os portfólios estão relacionados a aspectos mais amplos e abrangentes da organização.

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Programa: de acordo com o Guia PMBOK , programa é um “grupo de projetos, programas subsidiários e atividades de programa relacionados, gerenciados de modo coordenado visando a obtenção de benefícios que não estariam disponíveis se eles fossem gerenciados individualmente.”

Ou seja, programa é um conjunto de projetos, “programas menores”, e atividades de programa, (relacionados entre si), que são agrupados com o objetivo de serem gerenciados de modo coordenado, visando à obtenção de benefícios e controles que não estariam disponíveis se eles fossem gerenciados individualmente/isoladamente.

Perceba, portanto, que os projetos, projetos, “programas subsidiários” e atividades de programa que fazem parte de um programa deverão, necessariamente, estarem relacionados entre si.

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Subprojeto: de acordo com o Guia PMBOK 8 , subprojeto “é uma parte menor do projeto total, criada quando um projeto é subdividido em componentes ou partes mais facilmente gerenciáveis.”

Ou seja, trata-se do “desmembramento” de um projeto. Alguns projetos são muito grandes e/ou complexos, de forma que o gerenciamento deles se torna muito difícil. Assim, esses projetos poderão ser “divididos” em dois ou mais subprojetos, com o objetivo de facilitar o gerenciamento.

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Conforme vimos, os projetos são temporários (têm início, meio e fim).

Nesse sentido, os projetos possuem um ciclo de vida (uma estrutura “genérica”), composto por algumas “fases” (ou “etapas”).

Em outras palavras, o ciclo de vida de um projeto apresenta uma série de fases pelas quais um projeto passa, desde o seu início, até a sua conclusão

Vale destacar que as fases do projeto podem ser sequenciais, interativas ou sobrepostas. Ou seja, normalmente, essas etapas/fases são sequenciais. Contudo, as etapas também podem ocorrer ao mesmo tempo (ou seja, podem se sobrepor umas às outras).

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De acordo com o Guia PMBOK 9 , o ciclo de vida de um projeto é composto pelas seguintes fases:

1 – Início do Projeto (Fase de Iniciação / Fase de Concepção / Fase Conceitual): Trata-se da fase inicial. De acordo com Menezes, nessa fase são realizadas atividades como

-Identificação de necessidades e/ou oportunidades.
-Tradução dessas necessidades e/ou oportunidades em um problema.
-Equacionamento e definição do problema.
-Determinação dos objetivos e metas a serem alcançados.
-Análise do ambiente do problema.
-Análise das potencialidades ou recursos disponíveis.
-Avaliação da viabilidade de atingimento dos objetivos.
-Estimativa dos recursos necessários.
-Elaboração da proposta do projeto.
-Apresentação da proposta e venda da ideia.
-Avaliação e seleção com base na proposta submetida.
-Decisão quanto à execução do projeto.

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-Identificação de necessidades e/ou oportunidades.
-Tradução dessas necessidades e/ou oportunidades em um problema.
-Equacionamento e definição do problema.
-Determinação dos objetivos e metas a serem alcançados.
-Análise do ambiente do problema.
-Análise das potencialidades ou recursos disponíveis.
-Avaliação da viabilidade de atingimento dos objetivos.
-Estimativa dos recursos necessários.
-Elaboração da proposta do projeto.
-Apresentação da proposta e venda da ideia.
-Avaliação e seleção com base na proposta submetida.
-Decisão quanto à execução do projeto.
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-Ativar a comunicação entre os membros da equipe do projeto.

-Executar as etapas previstas e programadas.

-Utilizar os recursos humanos e materiais, sempre que possível, dentro do que foi programado (quantidades e períodos de utilização).

-Efetuar reprogramações no projeto segundo seu status quo e adotando os planos e programas iniciais como diretrizes, eventualmente, mutáveis.

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4 – Encerramento do Projeto (Fase de Fechamento / Conclusão): Trata-se da última fase do projeto. Essa fase corresponde ao término do projeto. É nessa fase que ocorre o “aceite das entregas” dos produtos ou serviços que foram gerados pelo projeto É a fase na qual os produtos são entregues aos clientes. Nessa fase são realizadas atividades como
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-Aceleração das atividades que, eventualmente, não tenham sido concluídas.

-Realocação dos recursos humanos do projeto para outras atividades ou projetos.

-Elaboração da memória técnica do projeto.

-Arquivar todos os documentos relevantes, para serem utilizados como dados históricos;

-Elaboração de relatórios e transferência dos resultados finais do projeto.

-Emissão de avaliações globais sobre o desempenho da equipe do projeto e os resultados alcançados.

-Executar a avaliação dos membros da equipe.

-Liberar os recursos do projeto.

-Acompanhamento ex post.

-Obter a aceitação pelo cliente ou patrocinador para encerrar formalmente o projeto ou fase.

-Fazer a revisão pós-projeto ou de final de fase.

-Registrar os impactos de adequação de qualquer processo.

-Documentar/Colher as lições aprendidas.

-Aplicar as atualizações apropriadas aos ativos de processos organizacionais.

-Encerrar todas as atividades de aquisições, assegurando a rescisão de todos os acordos relevantes.

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2.1 – Tipos de Ciclo de Vida de Projetos

Segundo o Guia PMBOK, os ciclos de vida podem ser preditivos, adaptativos ou híbridos

Ciclos de Vida Preditivos (Previstos / Previsíveis / Predeterminados / Inteiramente Planejados / Em Cascata): São aqueles em que o escopo do projeto, bem como o tempo e os custos exigidos para entregar tal escopo, são determinados o mais cedo possível no ciclo de vida do projeto. Em outras palavras o escopo, o prazo e o custo do projeto são determinados nas fases iniciais do ciclo de vida do projeto. No ciclo de vida preditivo, quaisquer alterações ao escopo são cuidadosamente gerenciadas.

Os ciclos de vida de projeto preditivos caracterizam-se pela ênfase na especificação de requisitos e planejamento detalhado durante as fases iniciais de um projeto. Os planos são detalhados com base em requisitos e restrições conhecidas (o que pode reduzir riscos e custos).

Os ciclos de vida preditivos são, geralmente, preferidos quando o produto a ser entregue é bem entendido, quando há uma base significativa de prática na indústria, ou quando se exige que o produto seja entregue por inteiro (ao final do projeto) para ter valor junto aos grupos de partes interessadas.

Trata-se de uma abordagem mais estável, rígida, onde as mudanças são complexas e há ênfase na previsibilidade.

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Ciclos de Vida Adaptativos (Orientados à Mudança / Ágeis): Os ciclos adaptativos são ágeis, e podem ser iterativos ou incrementais (os ciclos de vida iterativos e incrementais são aqueles em que as fases do projeto - também chamadas de iterações - intencionalmente repetem uma ou mais atividades de projeto à medida que a compreensão do produto pela equipe do projeto aumenta).

No ciclo adaptativo, o escopo detalhado do projeto é definido e aprovado antes do início de uma iteração (ou seja, antes do início de uma fase do projeto). Em outras palavras, diferentemente do ciclo preditivo (em que o escopo é definido no início do ciclo), no ciclo adaptativo o escopo é definido no início de cada fase do processo.

O Ciclo de Vida Adaptativo tem por objetivo facilitar a mudança e exige um contínuo e alto grau de envolvimento das partes interessadas.

Os riscos e os custos são reduzidos pela elaboração progressiva dos planos iniciais. As partes interessadas estão continuamente envolvidas e fornecem feedbacks frequentes.

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Isso permite reagir mais rapidamente às mudanças e também resulta em melhor qualidade do produto.

Os métodos adaptativos geralmente são preferidos em ambientes de rápida mutação, quando os requisitos e escopo são difíceis de definir antecipadamente, e quando é possível definir pequenas melhorias incrementais que entregarão valor às partes interessadas.

Trata-se de uma abordagem mais flexível, com escopo variável, onde as mudanças são mais simples e ocorrem entregas constantes de incrementos ao produto.

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Vejamos mais alguns detalhes dos Ciclos de Vida Iterativos e Incrementais:

-Ciclos de Vida Iterativos: A palavra iteração significa “repetição”. Os processos iterativos são aqueles em que o escopo do projeto geralmente é determinado no início do ciclo de vida do Projeto. Contudo, as estimativas de prazo e custos são, normalmente, modificadas à medida em que a equipe do projeto compreende melhor o produto.

-Ciclos de Vida Incrementais: São aqueles em que a entrega é produzida por meio de uma série de iterações que, sucessivamente, adicionam funcionalidade em um prazo predeterminado. A entrega contém a capacidade necessária e suficiente para ser considerada completa somente após a “iteração final”.

Portanto, as Iterações desenvolvem o produto através de uma série de ciclos repetidos, enquanto os incrementos sucessivamente acrescentam à funcionalidade do produto.

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Ciclos de Vida Híbridos: trata-se de uma combinação de um ciclo de vida preditivo e um ciclo de vida adaptativo

Ou seja, aqueles elementos do projeto que são conhecidos ou que tenham requisitos estabelecidos, seguem um ciclo de vida de preditivo. Por sua vez, e os elementos que ainda estiverem em “evolução”, seguem um ciclo de vida adaptativo.

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