Gut, also schönen guten Tag. Ja, mit ein bisschen Verspätung ging es los, habe das
wichtigste vergessen, nämlich mein Notebook. Ohne den kann man heutzutage keine Vorlesungen
mehr halten. Ja, ich habe Ihnen noch etwas mitgebracht. Nochmal im Nachtrag, wir hatten
uns ja Anfang des Kapitels 2 intensiver mit Mikroprogrammierung beschäftigt. Und ich weiß
nicht, ob Sie das wissen, es gibt hier an der Informatik auch die sogenannte ESA, der
ESA steht für Informatik Sammlung Erlangen. Also das ist eine Sammlung von Rechentechnik
seit den Anfängen der Informatik hier Ende der 60er Jahre in Erlangen. Und ich würde
sagen, es ist auf jeden Fall eine der bedeutendsten Rechnersammlungen in Deutschland, vielleicht
sogar in Europa, da sie doch die große Bandbreite an Rechentechnik, von Einzelrechner bis zu
Einzelplatzrechnern, PCs, aber auch Parallelrechentechnik beinhaltet. Und ich habe Ihnen jetzt mal
etwas mitgebracht, ein neuestes Geschenk, mit dem Herrn Dr. Hergenröder und dem ehemaligen
Leiter des Regionalen Rechenzentrums, Dr. Wolf, kümmern wir uns ein bisschen um diese
Informatik Sammlung, ich von der Informatik Seite aus. Und das letzte Geschenk, erst vor
ein paar Wochen, ist ein Mikroprogrammwerk, eine Maschine von der Firma Siemens, Sie sehen
es hier, ich habe es mal mitgebracht, das ist die Siemens 40045 glaube ich war die Bezeichnung,
40045. Und ja, ich zeige es Ihnen mal hier ein bisschen auf der Grafik da oben, da sehen
Sie, vielleicht können Sie es erkennen, so Zapfen, die da so rausgehen und das Weiße,
was da aufgetragen ist, ist eine Lochkarte. Hier unten sieht man nochmal eine Lochkarte,
na, das hätte ein bisschen schöner sein können, wenn Sie nicht von der Auflösung hören,
aber ich kann es Ihnen auch mitteilen. Die alten Zapfen, die hier rausragen, werden also
dann umgeben von dieser Lochkarte, da ist also ein Loch herausgestanzt, was man jetzt leider
nicht sieht, hier im Artikel sieht man das besser, ist das entweder links herum oder
rechts herum um dem Zapfen eine Metallleitung verläuft, also ein Draht gezogen ist, also
hier ist der Zapfen, hier ist das Loch und entweder läuft die Metallleitung hier rum,
also der Draht so rum oder so rum und je nachdem in welcher Richtung das Strom da durchläuft,
wird ein anderer Strom hier induziert, wird eine andere Stromrichtung induziert und diese
Stromrichtung, die wird dann ausgewertet und je nachdem ist es dann eine 1 oder eine 0,
man sieht dann also hier unten oder hier oben, würden sich dann die Windungen und diese
Zapfen herum bewegen und je nachdem kommt dann hier unten, das ist jetzt nicht gezeigt
auf der Unterseite, dann das Befehlswort heraus, also die einzelnen Steuersignale, die wir
ja schon behandelt haben. Insgesamt gibt es nicht nur eine solche Ebene, sondern es gibt
bis zu 32 Ebenen hier angedeutet und überall kann man dann dort solche Lochkarten da einlegen
und dabei sein Mikroprogramm schreiben. Gut, also wer Lust hat und noch Zeit hat, kann
dieses kleine Wunderwerk der Technik, mittlerweile also 40 Jahre alt, 1972, ja bis 1972 war das
also, 1972 ging das, war das noch in Betrieb, also jetzt 50 Jahre alt. Ja, wenn Sie nach
der Vorlesung Zeit haben und Lust, können Sie da nochmal dran vorbeigehen und dieses
Gerät aus der Nähe betrachten. So, wir sind ja mittlerweile in der Vorlesung in dem Sinne
schon von der Historie ein Stück weiter, wir sind nämlich schon bei den Cache Techniken
angekommen und das sind also die Dinge, die wir heute noch behandeln wollen, wir wollen
also die Thematik Cache abschließen und ich möchte dann auch noch zur Thematik DRAM kommen,
also DRAM Architektur, DDRAM Architektur genauer gesagt. So, aber jetzt sind wir noch erst
bei dem Cache und aufgehört habe ich also mit folgender Folie, der Cache ist also dazu
da, um das nochmal kurz zusammenzufassen, ein schneller Speicher, der nahe am Prozessor
angeordnet ist, also zwischen Prozessor und dem Arbeitsspeicher, um den langsamen Zugriff,
den der Prozessor zum Arbeitsspeicher hat, den relativ langsamen Zugriff zu kompensieren.
Dadurch, dass man also mal nutzt die lokale und die zeitliche Lokalität aus, das heißt
also dadurch, dass die Programme häufig sich in Schleifen bewegen, können bestimmte Bereiche
aus dem Datenspeicher in den Cache gehalten werden, da man darauf öfter zugreift. Das
ist also von der Wahrscheinlichkeit her nicht gleich verteilt, das ist also einmal die zeitliche
Lokalität, um das nochmal zusammenzufassen und die räumliche Lokalität, dass auch wenn
Presenters
Zugänglich über
Offener Zugang
Dauer
01:26:40 Min
Aufnahmedatum
2012-05-21
Hochgeladen am
2019-04-12 15:19:02
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.