11 - Grundlagen der Rechnerarchitektur und -organisation [ID:10459]
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Ja, schönen guten Tag zur vorletzten Vorlesung Grundtrag-Rechnaktur im Semester. Mein Ziel ist es

heute inhaltlich durchzukommen, sodass wir nächste Woche dafür verwenden können,

nochmal administrative Dinge zu besprechen, dass ich auch nochmal, das mache ich eigentlich

bei Alman-Vorlesungen so, nochmal durch die Folien im Schnelldurchgang durchgehe und

ihnen nochmal ein paar Tipps gebe, was sie sich für die Klausur besonders angucken sollten

und dann besprechen wir auch nochmal Evaluierung und so weiter, diese Dinge.

All das für nächste Woche, aber diese Woche haben wir eben noch ein paar einheitliche

Dinge zu erledigen und zwar ein nicht unwichtiges Kapitel zum Schluss, Paging und Segmentierung.

Ich habe es jetzt mit Schnittstelle zum Betriebssystem überschrieben und letzte Woche hatten wir

uns immer mit dem Paging beschäftigt.

Warum ein wichtiges Kapitel?

A.

Wichtig für Sie im Leben als Informatiker.

B.

Wenn man nicht so weit denkt, sondern etwas kurzfristiger auch im Hinblick auf den Termin

Ende September, also Paging und Segmentierung kam in der Vergangenheit eigentlich immer

in der Klausur dran und mit hoher Wahrscheinlichkeit wird es auch dieses Jahr so sein.

Das bietet sich einfach an aufgrund der Bedeutung, der Wichtigkeit des Themas und das macht

es natürlich auch, dass man da schöne Aufgaben daraus bilden kann.

Ja, also letzte Woche hat man das mit dem Paging beschäftigt, also die Idee, um es

nochmal kurz zusammenzufassen, war ja, wir brauchen so etwas, das erweist sich als nützlich,

sowas wie einen virtuellen Speicher zu haben, also einen Speicher, der gedacht ist, der

linear ist, den ich ab Null adressieren kann und der im Idealfall unendlich wäre, das

ist ja natürlich nicht, auch der virtuelle Speicher hat Grenzen, aber er kann eben größer

sein, als der physikalisch im Rechner tatsächlich vorhandene.

Damit kann ich also mit größeren Speicherbereichen arbeiten, allerdings bin ich gezwungen bzw.

das Betriebssystem ist gezwungen, eben vor allem mit der Hardware, deswegen behandeln

wir es auch hier in der Rechnerhektur, diese virtuellen Adressen, die Sie in Ihrem Programm

benutzen, dann auf die physikalischen Adressen abzubilden.

Ein Beispiel ist eben dieses Paging, das heißt also wir teilen den Speicher in Seiten gleicher

Größe ein und in diese Seiten liegen dann unsere Programme drin und auch unsere Daten.

Und jetzt müssen wir also, wir hatten dann, ich hatte ja gesagt, es gibt also die virtuelle

Adresse, es gibt die physikalische Adresse, es gibt die Seitenrahmen, also der Nummer

der physikalischen Seite und es gibt auch eine Nummer für die virtuelle Seite.

Und wir müssen also diese physikalische Adresse, die jetzt weit mehr adressieren kann, oder

mehrmals adressieren kann, als es die Physik der Rechner tatsächlich kann, irgendwie ineinander

abbilden.

Also hier hätten wir jetzt 32 Bit Adresse virtuell in eine 30 Bit Adresse physikalisch.

Wie macht man das?

Die Adressbildung soll auch recht einfach gestaltbar sein beim Paging und zwar einfach

durch eine Konkordination, denn wir machen es so, dass wir die ersten, eine bestimmte

Anzahl an höherwertigen Bits hernehmen, um damit in eine Tabelle reinzugehen, das als

Eintrag für eine Tabelle zu holen und dort die Anfangsadresse der physikalischen Seite

herauszuholen.

Das ist dort dann abgespeichert und den Offset können wir dann einfach durch Konkordination

hinten heranschieben.

So, hier ist das nochmal, also nochmal zur Wiederholung, zur Erinnerung, das hat man

jetzt letzte Woche ja schon behandelt, gezeigt für ein Zahlenbeispiel.

Also ich hätte diese Adresse, die jetzt hier mit rot, mit den rot markierten Bits gekennzeichnet

ist und da habe ich also den, wie viel für den Eintrag?

Zugänglich über

Offener Zugang

Dauer

01:31:55 Min

Aufnahmedatum

2012-07-09

Hochgeladen am

2019-04-12 15:59:03

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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