2 - Grundlagen der Rechnerarchitektur und -organisation [ID:10450]
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EXPERIMENTE 5

Gut! Dann phải ich schauen, was heute auf dem Programm steht.

Also kurzimmische Word 9. Wegen den Kapitel 1, noch ein Beispiel.

Kann ich die Leute hören?

Wenn ich mehr so spreche ein bisschen, sie lebts� den Mikro weg. Also Zeichen noch geben und

jo, somit beginnt also die Videoaufzeichnung. Letzte Woche sind wir

stehen geblieben bei dem von Neumannschen Universalrechnerkonzept, das

wollen wir heute noch abschließen und wir werden, ich werde ihn noch einmal

ein Simulator zeigen, den Sie dann auch mal in den Übungen erproben sollen

um Programme für einen Rechner zu schreiben, der dem Universalrechner sehr nahe kommt.

Um es mal so zu formulieren, der Simulator bildet den URA nach von John von Neumann nicht

eins zu eins ab, aber die Grundprinzipien, die werden deutlich und das ist mir wichtig.

So, dann werden wir weitergehen im Kapitel 1 und werden uns nachdem wir den URA also

genauer angeguckt haben, auch mal nach Alternativen noch umsehen.

Gibt es denn überhaupt alternative Konzepte?

Zudem Prinzipien, so wie sie vom Universalrechner hinsichtlich der

Abarbeitung der Befehle verfolgt werden.

Da schauen wir uns ein paar Beispiele an und dann glaube ich,

sind wir mit diesem Kapitel durch. Und dann kommen wir zum Kapitel 2,

Mikroprogrammierung und ja, da muss man mal schauen, wie weit wir kommen.

Also ich habe heute ein bisschen was vorbereitet, Tafelarbeit erfolgt also auch.

Ja, noch einmal zur Wiederholung. Das Konzept, also das von Neumann-Rechners

basiert auf sieben Konzepten. Davon mit, ja das Wichtigste ist Nummer eins, also

dass der Rechner in vier Teilwerke unterteilt ist, Leitwerk, Speicherwerk,

Rechenwerk und ein Ausgabewerk. Und die Programmierung erfolgt eben

softwaregesteuert, das heißt also im Gegensatz zu einer Hardware-Programmierung

werden nicht die Daten entlang Datenpfaden und von Kontrollpfaden

entsprechend geleitet durch einen Schaltkreis geschickt und dabei

erfolgender Modifikationen, sondern da wird etwas draufgesetzt, also es gibt

Befehle, die werden eingegeben, die werden interpretiert und diese wiederum

schalten dann die Kontrollsignale, also den Kontrollpfad, so dass der mit

Hilfe der Kontrollsignale die Daten bestimmte Wege durch den Rechner nehmen

und das erlaubt uns dann die Flexibilität zu erhalten, die

wir bekommen, um heute Programm A und morgen Programm B zu erreichen, was mit

der Hardware-Programmierung nicht so leicht ist.

So, Programme und Daten stehen im selben Speicher, sind prinzipiell durch den

Rechner modifizierbar, da gab es dann später dann auch noch Änderungen, dass

die Daten und die Programme in getrennten Speichern stehen, heute ist es auch so,

physikalisch sind sie im gleichen Speicher, aber logisch ist es getrennt

zwischen Code und Datensegment. Der Hauptspeicher ist also in zellengleicher

Größe eingeteilt und es gilt das Prinzip der Sequentialität, das heißt,

wenn wir an einer bestimmten Adresse im Befehl abgearbeitet haben, gehen wir zur

nächst größeren Adresse. Abweichungen davon gibt es nur bei Sprungbefehl, also

da wird das Segmentialität als Fortschaltungsregel mal durchbrochen und

dabei unterscheiden wir zwischen bedingten und unbedingten Sprüngen, also

bedingte Sprünge, die wir beispielsweise bei FNLs brauchen oder unbedingte

Sprünge bei Funktionsaufrufen bzw. auch wenn wir einen RENT-Teil

ausgeführt haben an der FNLs Anweisung und müssen über den

ELST-Teil drüber springen. Gut, es gibt die URA, benutzt Binärcodes, Zahlen werden

also somit dual dargestellt. Das war also jetzt noch mal die kurze

Zugänglich über

Offener Zugang

Dauer

01:30:17 Min

Aufnahmedatum

2012-04-23

Hochgeladen am

2019-04-12 17:39:03

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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