W. Oberschelp
G. Vossen
Kapitel 7
Rechneraufbau & Rechnerstrukturen, Folie 7.1
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7. Organisationsplan eines Von-Neumann-Rechners
 Struktur eines Von-NeumannRechners
 Struktur und Arbeitsweise einer CPU
 Speicher
 E/A-Einheit, Interrupts
 Busse
 Klassifikation von Von-NeumannRechnern
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Struktur eines Von-Neumann-Rechners
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Struktur einer CPU
CPU
Datenprozessor
MR
L
A
Befehlsprozessor
Decodierer
Steuerwerk
ALU
IR
MBR
MAR
PC
Adressbus
Datenbus
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Charakteristika des Von-Neumann-Rechners
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Fetch/Execute-Zyklus
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Fetch-Phase
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Speicherhierarchie
CPU
Register
Cache
Hauptspeicher
Hintergrundspeicher
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Organisation einer I/O-Einheit
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Zweibussystem
Prozessor
Cache
Hauptspeicher
Prozessor/Speicherbus
Bridge
E/A-Schnittstelle
GrafikController
E/A-Bus
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Variante des Zweibussystems
Prozessor
Cache
Prozessor/Speicherbus
Bridge
Hauptspeicher
E/A-Bus
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Dreibussystem mit PCI- und ISA-Bus
Prozessor
Cache
Hauptspeicher
Systembus (z.B. 66 MHz, 64 Bit)
PCI
North Bridge
PlattenController
GrafikController
PCI-Bus (z.B. 33 MHz, 32 Bit)
ISA
South Bridge
E/A-Geräte
ISA-Bus (z.B. 8 MHz, 16 Bit)
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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)
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Vernetzte Rechnerkonfiguration mit Servern
Fileserver
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DruckerServer
DatenbankServer
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Request-Reply-Prinzip
Request
Reply
Client
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Server
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Klassifikation von Von-Neumann-Rechnern
 Lokale Prozessor-Klassifikation:
•
•
•
•
Akkumulator-Architektur
Stack-Architektur
Register-Speicher-Architektur („CISC“)
Register-Register-Architektur („RISC“)
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Akkumulator-Architektur
Prozessor
Speicher
Akku
ALU
.....
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Stack-Architektur
SP
Speicher
.....
ALU
.....
Prozessor
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Register-Speicher-Architektur
Prozessor
Speicher
ALU
.....
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Register-Register-Architektur
Prozessor
Speicher
ALU
.....
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Probleme von CISC-Prozessoren
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Merkmale von RISC-Prozessoren
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Alternativen zum von Neumann-Konzept
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Ende Kapitel 7
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Kapitel 7 - DBIS Group