Rechnerarchitekturen AINF Lehrgang Netzwerktechnik, Hard- und Software Gerhard Jüngling, Heinz Janku Rechnerarchitekturen

Aufbau von Mikrocomputersystemen Mikroprozessor, CPU Bussystem(e) Speicher Ein-/Ausgabe Quelle: http://www.informatik.tu-cottbus.de/~wwwteci/student/vl/info5/InfV2-K7.pdf

Mikroprozessoren, Integrierte Schaltungen http://www.rulabinsky.com/cavd/text/chap01-1.html http://www.engr.subr.edu/legacy/ee/Pentium-4-Chip.png

von Neumann Architektur gemeinsamer Speicher für Programm und Daten Steuerwerk Rechenwerk Eingabe- und Ausgabe http://tams-www.informatik.uni-hamburg.de/applets/baukasten/DA/VNR_Einleitung.html

Steuerwerk steuert die die Arbeitsabläufe im Rechner Auswahl der Operation der ALU (Addition, Subtraktion etc.) Buszugriffe der CPU-Komponenten Speicherzugriffe (lesen/schreiben) http://tams-www.informatik.uni-hamburg.de/applets/ baukasten/DA/Komponenten_Steuerwerk.html

Rechenwerk (ALU) Arithmetic Logic Unit Akku als Zwischenspeicher und Operand Status-“Flags“ http://tams-www.informatik.uni-hamburg.de/applets/ baukasten/DA/Komponenten_.....html

CMOS Inverter mit 2 Transistoren (P,N), Quelle: Fairchild Aufbau einer ALU Transistor Logische Verknüpfung Halb-/Volladdierer 1-Bit ALU 8-Bit ALU CMOS Inverter mit 2 Transistoren (P,N), Quelle: Fairchild

Logikschaltung (4011 NAND) Quelle: ST Microelectronics

Voll-Addierer http://www.apl.jhu.edu/Notes/Malcom/605411/lecture3.pdf

1-Bit-ALU http://www.apl.jhu.edu/Notes/Malcom/605411/lecture3.pdf

Aufbau einer einfachen 8 Bit ALU http://www.cellmatrix.com/entryway/products/applications/8bitALU.html

Z80 Ein „Klassiker“

Intel 80C186

Aufbau eines Systems mit 80C186 Quelle: www.intel.com

Ablauf von Befehlen Ablauf in mehreren in Phasen (z.B. 6 Phasen) Instruction Fetch Instruction Decode Register Fetch Execute Memory Access Writeback ID IF EX RF MEM WB ID IF EX RF MEM WB

Pipelining Mehrere Instruktionen werden überlappend ausgeführt ID IF EX RF MEM WB

Befehlssatz Klassifikation von Befehlen Transferbefehle (Laden und Speichern) ALU-Befehle (u. ev. Gleitkommabefehle) Kontrollbefehle sonstige

CISC - RISC

Pentium Blockschaltbild Quelle: www.intel.com