WS 2009/10 1 Systeme 1 Kapitel 1 Aufbau von Rechnern
WS 2009/10 2 Aufbau einfacher Rechner Hier: nur eine Grobübersicht – Details in Technischer Informatik und Rechnerarchitektur Ein (einfacher) Rechner besteht aus – Prozessor – Hauptspeicher zum Speichern von Programmen und Daten – E/A-Geräten (Geräte zur Ein- und Ausgabe von Daten) – Bussen, die die Einzelkomponenten verbinden
WS 2009/10 3 Aufbau einfacher Rechner Reine Eingabegeräte u.A. – Maus – Tastatur – Scanner Reine Ausgabegeräte u.A. – Bildschirm – Drucker Ein- / Ausgabegeräte u.A. – Netzwerkkarte – Festplatte – Modem Prozessor Bus I/O Controller Disk I/O Controller I/O Controller Graphik Netzwerk Hauptspeicher Befehle... Daten...
WS 2009/10 4 Prozessor Prozessor (engl. Central Processing Unit (CPU)) – Führt Instruktionen im Hauptspeicher sequentiell aus (außer bei Sprunganweisungen) – Besteht aus folgenden Teileinheiten: ALU (Arithmetisch-Logische Einheit) – Durchführung von Berechnungen, Manipulation von Daten Steuerwerk (Control Unit) – Steuerung der Programmausführung
WS 2009/10 5 Prozessor ff. Register zur Zwischenspeicherung von Daten, z.B. – Program Counter bzw. Befehlszähler Zeigt auf aktuellen Befehl im Speicher – Instruktionsregister Zwischenspeicher für aktuellen Befehl – Arbeitsregister bzw. general purpose register Allgemein: Speicherung von Daten und Zwischenergebnissen – Programmstatuswort (PSW) bzw. Condition Code-Register Abspeichern von charakteristischen Eigenschaften des Ergebnisses der letzten ALU-Operation, z.B. overflow, Ergebnis < 0, = 0 Modusbit: Prozessor im Systemmodus / Benutzermodus
WS 2009/10 6 Prinzipielle Arbeitsweise des Prozessors Fetch-Decode-Execute-Zyklus: – Fetch: hole den nächsten Maschinensprachebefehl aus dem Hauptspeicher und speichere ihn im Instruktionsregister ab. Die Adresse dieses Befehls steht im Program Counter. – Decode: Analysieren des Befehls (Decodieren), Bereitstellen der benötigten Daten – Execute: führe den Befehl aus und speichere das Ergebnis ab