Rechneraufbau & Rechnerstrukturen, Folie 7.1 © W. Oberschelp, G. Vossen
W. OberschelpG. Vossen
Kapitel 7
Rechneraufbau & Rechnerstrukturen, Folie 7.2 © W. Oberschelp, G. Vossen
7. Organisationsplan eines Von-Neumann-Rechners
Struktur eines Von-Neumann-Rechners
Struktur und Arbeitsweise einer CPU
Speicher E/A-Einheit, Interrupts Busse Klassifikation von Von-Neumann-
Rechnern
Rechneraufbau & Rechnerstrukturen, Folie 7.3 © W. Oberschelp, G. Vossen
Struktur eines Von-Neumann-Rechners
Rechneraufbau & Rechnerstrukturen, Folie 7.4 © W. Oberschelp, G. Vossen
Struktur einer CPU
D atenprozes sor B efehlsprozessor
M R L A
A LU IR
P C
C P U
A dressbus
D atenbus
M ARM B R
D ecodiererS teuerwerk
Rechneraufbau & Rechnerstrukturen, Folie 7.5 © W. Oberschelp, G. Vossen
Charakteristika des Von-Neumann-Rechners
Rechneraufbau & Rechnerstrukturen, Folie 7.6 © W. Oberschelp, G. Vossen
Fetch/Execute-Zyklus
Rechneraufbau & Rechnerstrukturen, Folie 7.7 © W. Oberschelp, G. Vossen
Fetch-Phase
Rechneraufbau & Rechnerstrukturen, Folie 7.8 © W. Oberschelp, G. Vossen
Speicherhierarchie
C P U
R egis ter
C ache
H auptspe icher
H intergrund-spe icher
Rechneraufbau & Rechnerstrukturen, Folie 7.9 © W. Oberschelp, G. Vossen
Organisation einer I/O-Einheit
Rechneraufbau & Rechnerstrukturen, Folie 7.10 © W. Oberschelp, G. Vossen
Prozessor Cache Hauptspeicher
Prozessor/Speicherbus
E/A-SchnittstelleGrafik-
ControllerBridge
E/A-Bus
Zweibussystem
Rechneraufbau & Rechnerstrukturen, Folie 7.11 © W. Oberschelp, G. Vossen
Prozessor Cache
Hauptspeicher
Prozessor/Speicherbus
Bridge
E/A-Bus
Variante des Zweibussystems
Rechneraufbau & Rechnerstrukturen, Folie 7.12 © W. Oberschelp, G. Vossen
Prozessor Cache Hauptspeicher
Systembus (z.B. 66 MHz, 64 Bit)
Platten-Controller
Grafik-Controller
PCINorth Bridge
PCI-Bus (z.B. 33 MHz, 32 Bit)
E/A-GeräteISA
South Bridge
ISA-Bus (z.B. 8 MHz, 16 Bit)
Dreibussystem mit PCI- und ISA-Bus
Rechneraufbau & Rechnerstrukturen, Folie 7.13 © W. Oberschelp, G. Vossen
Klassifikation von Von-Neumann-Rechnern
Globale Rechner-Klassifikationen:• Anhand der Leistungsfähigkeit:
– Personalcomputer (PCs)– Workstations– Großrechenr
• Anhand der Anwendungen:– Desktop-Computing– Server-Computing– Embedded Computing:
- Mikrocontroller- Digitale Signal-Prozessoren (DSPs)
Rechneraufbau & Rechnerstrukturen, Folie 7.14 © W. Oberschelp, G. Vossen
FileserverDatenbank-Server
Drucker-Server
Vernetzte Rechnerkonfiguration mit Servern
Rechneraufbau & Rechnerstrukturen, Folie 7.15 © W. Oberschelp, G. Vossen
Server
Request
Reply
Client
Request-Reply-Prinzip
Rechneraufbau & Rechnerstrukturen, Folie 7.16 © W. Oberschelp, G. Vossen
Klassifikation von Von-Neumann-Rechnern
Lokale Prozessor-Klassifikation:• Akkumulator-Architektur• Stack-Architektur• Register-Speicher-Architektur („CISC“)• Register-Register-Architektur („RISC“)
Rechneraufbau & Rechnerstrukturen, Folie 7.17 © W. Oberschelp, G. Vossen
. . . . .
SpeicherProzessor
Akku
ALU
Akkumulator-Architektur
Rechneraufbau & Rechnerstrukturen, Folie 7.18 © W. Oberschelp, G. Vossen
Prozessor
SP
. . . . .
. . . . .
Speicher
ALU
Stack-Architektur
Rechneraufbau & Rechnerstrukturen, Folie 7.19 © W. Oberschelp, G. Vossen
. . . . .
SpeicherProzessor
ALU
Register-Speicher-Architektur
Rechneraufbau & Rechnerstrukturen, Folie 7.20 © W. Oberschelp, G. Vossen
. . . . .
SpeicherProzessor
ALU
Register-Register-Architektur
Rechneraufbau & Rechnerstrukturen, Folie 7.21 © W. Oberschelp, G. Vossen
Probleme von CISC-Prozessoren
Rechneraufbau & Rechnerstrukturen, Folie 7.22 © W. Oberschelp, G. Vossen
Merkmale von RISC-Prozessoren
Rechneraufbau & Rechnerstrukturen, Folie 7.23 © W. Oberschelp, G. Vossen
Alternativen zum von Neumann-Konzept
Rechneraufbau & Rechnerstrukturen, Folie 7.24 © W. Oberschelp, G. Vossen
Ende Kapitel 7
Top Related