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11.04.2002Gruppe 2 - CPU1 IT für Führungskräfte Zentraleinheiten.

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Präsentation zum Thema: "11.04.2002Gruppe 2 - CPU1 IT für Führungskräfte Zentraleinheiten."—  Präsentation transkript:

1 Gruppe 2 - CPU1 IT für Führungskräfte Zentraleinheiten

2 Gruppe 2 - CPU2 CPU – DAS TEAM CPU heißt Central Processing Unit! Björn Heppner (Folien 1-4, 15-20, Rollenspielpräsentation 1-4) Harald Grabner (Folien 5-14) Christoph Supper (Folien 21-36)

3 Gruppe 2 - CPU3 Einführung - Die Zentraleinheit Zentrale Bedeutung! Auf Hauptplatine (Motherboard) Komponenten: - Zentralspeicher - Zentralprozessor - Verbindungseinrichtungen (Busse) - Ein/Ausgabe-Steuerung - Stromversorgung, Kühlung etc.

4 Gruppe 2 - CPU4 Motherboard - Komponenten

5 Gruppe 2 - CPU5 Zentraleinheiten Architektur -Prinzip der von-Neumann-Architektur -Alternative Architekturprinzipien Zentralspeicher -Arbeitsspeicher -Pufferspeicher -Registerspeicher -Mikroprogrammspeicher

6 Gruppe 2 - CPU6 SpeicherEingabewerkAusgabewerk Rechenwerk ALU Rechenwerk ALU Leitwerk CU Leitwerk CU Struktur der von Neumann Architektur CPU

7 Gruppe 2 - CPU7 Alternative Architekturprinzipien Vier Kategorien nach Flynn Single-Instruction-Single-Data-Rechner (SISD) Single-Instruction-Multiple-Data-Rechner (SIMD) Multiple-Instruction-Single-Data-Rechner (MISD) Multiple-Instruction-Multiple-Data-Rechner (MIMD) -Eng gekoppelte Mehrprozessorensysteme -Lose gekoppelte Mehrprozessorensysteme

8 Gruppe 2 - CPU8 Eng gekoppelte Mehrprozessorensysteme Zentral- prozessor Zentral- prozessor Zentral- prozessor Zentral- prozessor Gemeinsamer Arbeitsspeicher

9 Gruppe 2 - CPU9 Lose gekoppelte Mehrprozessorensysteme Arbeits- speicher Arbeits- speicher Arbeits- speicher Arbeits- speicher Zentral- prozessor Zentral- prozessor Zentral- prozessor Zentral- prozessor

10 Gruppe 2 - CPU10 Zentralspeicher Arbeitsspeicher Pufferspeicher Registerspeicher Mikroprogrammspeicher

11 Gruppe 2 - CPU11 Arbeitsspeicher Aufgaben Fassungsvermögen Entwicklung der letzten Jahre RAM (Random Access Memory) ROM (Read Only Memory) BIOS (Basic Input Output System)

12 Gruppe 2 - CPU12 Pufferspeicher Definition Anwendungsbereiche Cache Virtuelle Speicheradressierung

13 Gruppe 2 - CPU13 Registerspeicher Definition Arten -Einzweckregister -Mehrzweckregister -Schieberegister -Zählregister

14 Gruppe 2 - CPU14 Mikroprogrammspeicher Definition Einsatzbereiche

15 Gruppe 2 - CPU15 Zentralprozessoren 1.Aufbau 2.Leitwerk 3.Rechenwerk 4.Busse

16 Gruppe 2 - CPU16 Aufbau Funktionseinheit der Zentraleinheit Umfasst Leitwerk und Rechenwerk Bei Arbeitsplatzrechner meist ein Chip Beispiel: Pentium 4

17 Gruppe 2 - CPU17 Leitwerk Koordinationsfunktion für gesamten Rechner Steuert Ablauf des Befehls- und Datenflusses Besteht aus logischen Schaltungen und Registern Steuert Programmablaufgeschwindigkeit

18 Gruppe 2 - CPU18 Rechenwerk Verknüpft die vom Leitwerk bezeichneten Daten Führt arithmetische und logische Operationen durch Aufgebaut aus Registern und binären Schaltnetzwerken

19 Gruppe 2 - CPU19 Busse Interne Verbindungseinrichtungen Bestandteile CPU – Busse Peripherie – Busse

20 Gruppe 2 - CPU20 Ein-/Ausgabesteuerung Ein-/Ausgabesystem Ein-/Ausgabe-Register Ein-/Ausgabe-Unterbrechungen Ein-/Ausgabe Speicher DMA (Direct Memory Access)

21 Gruppe 2 - CPU21 Speicherbausteine Mikroprozessoren Rechnerfamilien Marktsituation/Entwicklungstendenzen

22 Gruppe 2 - CPU22 Speicherbausteine Unterscheiden sich nach Speichertechnologie -DRAM, EDORAM, SDRAM, RDRAM Und nach Bauform -SIMM, DIMM, RIMM

23 Gruppe 2 - CPU23 SDRAM Synchronous Dynamic RAM Am weitesten verbreitet Besteht aus sich entladenden Kondensatoren Speicherzugriff synchron zu Systembus Zwei Speicherbänke Zugriffszeiten: 8-12ns

24 Gruppe 2 - CPU24 DDR-SDRAM Double Data Rate-SDRAM Weiterentwicklung von SDRAM Es werden beide Flanken des Systembustaktes genutzt Doppelte Datenrate

25 Gruppe 2 - CPU25 RDRAM Rambus Dynamic RAM 16 Bit breiter Bus, mit 400 MHz getaktet Nicht kompatibel mit SDRAM Bis zu drei Mal schneller

26 Gruppe 2 - CPU26 Bauformen Die Art der Verpackung der Speicherchips Heute üblich: DIMM (dual in-line memory module) -168 Anschlüsse (Pins) -Zwei bis sechzehn SDRAM-Chips pro Modul Vorgänger: SIMM (single in-line memory module)

27 Gruppe 2 - CPU27 Markt und Zukunft Produktion 2000 weltweit: Fast vier Milliarden SDRAM-Speicherchips Biotechnik Quantenchips Beides erst in einigen Jahren marktreif

28 Gruppe 2 - CPU28 Mikroprozessoren Integrierte Steuerungen in Geräten aller Art Zentral-, Hilfs- und Zusatzprozessoren in Computern Unterscheidung: CISC- und RISC-Prozessoren

29 Gruppe 2 - CPU29 CISC-Prozessoren Complex Instruction Set Computer Bei PCs üblich Wenige, komplexe Befehle Beispiele: -Intel Pentium 4 -AMD Athlon

30 Gruppe 2 - CPU30 Pentium 4 vs. AMD Athlon Intel führt derzeit bei Taktfrequenz Benchmarktest Zukünftige Entwicklungen -Strukturbreite der Transistoren -Gedehntes Silikon Athlon 1,33 GHz Athlon 1,53 GHz Pentium4 1,7 GHz Pentium4 2,1 GHz

31 Gruppe 2 - CPU31 RISC-Prozessoren Hohe Leistung durch: -Einfache, schnelle Befehle -Ausgeprägte Pipeline-Architektur -Große Zahl von Registern Haupteinsatzgebiete: -Workstations -Server -Beschränkt bei PCs (POWER-Architektur)

32 Gruppe 2 - CPU32 Rechnerfamilien Personalcomputer Wearables Workstations Server und Superrechner

33 Gruppe 2 - CPU33 Personalcomputer Absatz 2000 weltweit: -130 Mio. PCs -Wert: 140 Mrd. ca.15% Zuwachs gegenüber 1999 Aufteilung: -Schreibtisch-PCs: 75% -Notebooks: 20% -PCs, die als Server verwendet werden: 5%

34 Gruppe 2 - CPU34 Wearables Tragbare Computer Kleiner Markt mit großem Potential Marktführer: Xybernaut

35 Gruppe 2 - CPU35 Workstations Einsatzgebiet Traditionelle Workstations: RISC-Architektur Daneben zunehmend Standardkomponenten aus PC-Welt Unterschiede zu PCs verschwinden

36 Gruppe 2 - CPU36 Server und Superrechner Jeder Rechner kann als Server dienen Herstellerumsatz 2000 weltweit: 65 Mrd. Marktwachstum 2000 weltweit: 17% Marktführer: -IBM -Sun Microsystems -Hewlett-Packard


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