CPU
Die CPU ist ein zentraler Bestandteil eines Computers. Sie besteht in erster aus Steuerwerk, Rechenwerk sowie Registern.
Register ist digitaler Speicherbereich, der auf CPU angesiedelt ist, und Gruppe von binären Werten (Bits) speichern kann.
→ Anzahl der gleichzeitig in einem Register speicherbaren Bits nennt man die Breite des Registers oder Registerbreite
→ Bei einer Breite von n Bit spricht man auch von einem n-Bit-Register. (4, 8, 16, 32 oder 64 Bit.)
Steuerwerk
Bestandteil der CPU und für die sequentielle Abarbeitung des im Speicherwerk befindlichen Programms zuständig.
→ sendet die Adresse des aktuellen Befehls an das Speicherwerk
→ erhält als Antwort genau jenen Befehl, der an der übermittelten Adresse innerhalb des Speicherwerks steht.
→ Sobald das Steuerwerk den Befehl erhalten hat, wird dieser ausgeführt.
- Damit die Adresse des aktuellen Befehls vom Steuerwerk verwaltet werden kann, muss es einen Speicherbereich dafür geben. → Verwendet wird dazu ein Register: Program Counter, kurz: PC.
- Damit der vom Speicherwerk empfangene Befehl verwaltet werden kann, muss es einen Speicherbereich dafür geben.
→ Verwendet wird dazu ein Register: Befehlsregister, kurz: IR. - Die Adresse des aktuellen Befehls kann über das vorhandene Bus-System an das Speicherwerk gesendet werden.
→ Verbindung der Register PC sowie IR mit dem Bus-System muss daher gegeben sein.
Ein Bus (Binary Unit System) dient zur parallelen Übertragung einer Gruppe von Bits.
→ Die Anzahl der parallel übertragbaren Bits auf einem Bus nennt man die Breite des Busses oder Busbreite. (4, 8, 16, 32 oder 64)
schreibender Zugriff: wenn eine an diesem Bus angeschlossene Komponente eine Gruppe von Bits auf Bus gibt. (Senden)
lesender Zugriff: wenn eine an Bus angeschlossene Komponente Gruppe von Bits vom Bus entgegennimmt. (Empfangen)
→ Es können beliebig viele Komponenten zur gleichen Zeit Informationen über den Bus empfangen, jedoch nur eine Senden
Ein Adressbus ist ein Bus, bei dem die parallel übertragene Gruppe von Bits als Adresse zu interpretieren ist.
Ein Datenbus ist ein Bus, bei dem die parallel übertragene Gruppe von Bits als Daten zu interpretieren ist.#
Rechenwerk
Führt vom Steuerwerk in Auftrag gegebene Berechnungen durch. Hauptbestandteil ist ALU
Vom Rechenwerk bereitgestellte Funktionen
- Addition der Operanden (A + B)
- Subtraktion (A - B)
- Multiplikation (A * B)
- Konjunktion (logisches UND, bitweise)
- Disjunktion (logisches ODER, bitweise)
- Vergleich von A und B (bitweise)
- etc.
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