3 - Grundlagen der Rechnerarchitektur und -organisation [ID:10451]
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Das heißt, einer von den beiden kriegt den Zuschlag, um auf diesem Bus Informationen

drauf zu legen. Und genauso haben wir das hier oben. Wir haben ja also dieses TreeGate für,

kann ich es gleich lesen, für hier unten. Das ist also wähle den Addierer, wähle die Eingabe,

wähle den Speicher und einer von den drei bekommt die Berechtigung, auf D zu schreiben. Und das

entspricht jetzt in unserem Blog-Schaltbild auf den Folien, genau dieser Eingabe hier.

Die Eingabe vom Speicher beziehungsweise hier der Ausgang vom Addierer darf nach D schreiben.

So, jetzt wollen wir uns mal etwas genauer mit dieser Lösung beschäftigen und schauen

wir uns erstes Mal in das Addierberg rein. Dann kann man dann hier so drauf gehen, macht Edit,

geht ein neues Fenster auf, wunderschön, was sehen wir da? Da sehen wir also dieses Addierberg.

Hat also jeweils die zwei 4-Bit-Eingänge A0 bis A3 und B0 bis B3 und hier unten die Kontrollsignale,

die dann auswählen, was gemacht werden soll. Also ob A plus B gerechnet werden soll, A minus B,

B minus A oder ob man A einfach durchschleifen will zum Ausgang. Und da sehen wir hier jetzt

wieder 4 Blöcke und das sind solche Exchange Bypass Boxen. Ich gebe denen auch mal einen Namen

hier, Display, all of the buff layers, Exchange Bypass. Die machen Folgendes, die kriegen also A,

B als Eingang und je nachdem, ob dieses X-Signal hier gesetzt ist, geht bei, ich glaube bei,

wenn es 0 ist, geht A direkt auf A out und B in auf B out und wenn es 1 ist, dann geht A in auf B

out und A und B in auf A out. Also wir machen damit die Vertauschung, die nötig ist, wenn wir B

minus A rechnen wollen, statt A minus B. Gut, das ist dafür notwendig und hier hinten, hier haben

wir auch noch hübsche Multiplexer. Was machen diese Multiplexer? Ja, deren Aufgabe ist es, je

nachdem welches Signal hier unten an S anliegt, entweder den unteren Eingang, entweder den unteren

Eingang oder den Ausgang hier von dieser Adira Subdraherer Einheit zu den Ausgängen zu leiten.

Da sieht man jetzt beispielsweise A0 geht also auch nochmal, ich muss mal den Hals verringen,

A0 geht da rüber, geht genau hier drauf. Das ist dann der Fall, wenn ich hier mal ein Signal A anwähle,

dann heißt es schick einfach den A Eingang zum Ausgang. So, jetzt gehen wir hier auch nochmal ein Stück

weiter und schauen uns da diese Adira Einheit an. Gut, das wollen wir jetzt nicht. So, da, das ist

ein Serialer Adira, das ist ein Rüppel-Carry Adira, der funktioniert auf der Basis eines Volladirers

und adiert genauso, wie wir es in der Schule gelernt haben. 1 plus 1 gibt 0, im Übertrag eine 1. Und

diese Volladirer, die sitzen hier unten. Für jedes Bit ein Volladirer. So, und das ist dann auch die

letzte Hierarchiestufe, tiefer geht es nicht mehr. Und den Volladirer, die Wahrheitstabelle,

die schreibe ich hier nochmal an. Volladirer auf Englisch oder Volladirer. Der hat genau drei

Eingänge, das müsste den GDI schon mal drangekommen sein, aber das haben mich alle gehört. Also A,

B und C. Und er hat zwei Ausgänge, nehme ich das mal C in. Und ein Ausgang, das ist das Summenbit

und C out. Diese Tabelle sollte jede Informatiker im Schlaf parat haben, gibt es also acht Eingangskombinationen.

Naja, was kommt da raus? Sind alle drei Eingänge 0 und das entspricht im Prinzip, wenn ich hier 1 plus

1 und plus irgendeinen Übertrag mache. Plus 0. Also mache ich 0, dreimal die 0, dann kommt in der Summe

eine 0 raus und im Übertrag auch eine 0. Habe ich genau eine 1, kriege ich in der Summe, im Summenbit

eine 1 und im Übertrag eine 0. Und das ist also hier der Fall und hier unten der Fall. Dort wo ich

immer zwei Eingänge 1 habe, beispielsweise hier, kriege ich 1 plus 1 ist 0, Übertrag 1, weil 1 plus 1

ja eigentlich 2 ist. Und der Übertrag, also die höchste Bitposition steht eben hier. Und das Gleiche

habe ich auch hier. Und 1, 1, 0, das entspricht genau der Situation, die ich hier hingemalt habe.

Das ist also 0 plus 1. Also habe ich hier in der Summe eine 0 und hier im Übertrag eine 1. Und wenn

drei 1 reinkommen, dann sind eben beide Ausgänge 1. So und jetzt zu diesem Simulator. Da sehen Sie

jetzt also hier, das ist Symbol für die Endgatter. Das hier ist jetzt meine Eingangstimuli und hier

kann ich jetzt eben einfach durch klicken beschalten. Die einzelnen Gatter hier, die kriege ich

beispielsweise hier mit Create, Gates. Und habe ich hier jetzt zum Beispiel ein 3 Input Endgatter.

Brauche ich jetzt aber nicht, deswegen gehe ich da drauf und lösche es wieder. So jetzt beschalten

wir das Ganze hier mal. Jetzt sehen Sie vielleicht nichts mehr. Also ich sehe es hier gerade noch. Ich

habe jetzt hier eine 0 draufgelegt. Grau ist 0, wenn das Ganze noch auf der Farbe ist hier,

das ist noch unbestimmt. Und jetzt sieht man auch, dass die Leitungen hier auf 0 gehen.

Ja, dann lege ich das Ganze hier mal drauf. Überall auf 0. Kommt an den Ausgängen auch 0

Zugänglich über

Offener Zugang

Dauer

01:23:14 Min

Aufnahmedatum

2012-04-30

Hochgeladen am

2019-04-12 14:19:02

Sprache

de-DE

Ziel der Vorlesung ist, die Grundlagen beim Aufbau eines Rechners zu vermitteln. Dies beinhaltet die Grundkomponenten, wie das Leitwerk, das Rechenwerk, das Speicherwerk und das Ein-/Ausgabewerk. Ausgehend vom klassischen von Neumann-Rechner wird der Bogen bis zu den Architekturen moderner Rechner und Prozessoren geschlagen.

Grundprinzipien der Ablaufstuerung bei der Berarbeitung von Befehlen werden ebenso behandelt wie Aufbau und Funktionsweise eines Caches und die Architektur von Speichern im Allgemeinen. Das Konzept der Mikroprogrammierung wird erläutert. Ferner wird der Einstieg in die hardwarenahe Programmierung moderner CPUs mittels Assembler vorgestellt und erprobt. Aufbau und Funktionsweise peripherer Einheiten und Bussysteme werden ebenfalls behandelt.

Die Studierenden sollen am Ende der Vorlesung den Aufbau und die Funktionsweise der Architektur eines Rechners, z.B. eines PCs, und des darin enthaltenen Prozessors nicht nur kennen, sondern auch die Gründe für deren Zustandekommen verstanden haben.

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