1. Übersicht zu den Prozessorfamilien 2 2. Grundlagen der Rechnerorganisation 3
|
|
- Friedrich Frank
- vor 6 Jahren
- Abrufe
Transkript
1 1. Übersicht zu den Prozessorfamilien 2 2. Grundlagen der Rechnerorganisation Aufbau eines Rechners in Ebenen Die Ebene der elektronischen Bauelemente Die Gatterebene Einfache Gatter Schaubilder und Wertetafeln einfacher Gatter Elementare Gatter EXOR-Gatter Die Ebene der Funktionsblöcke zu-8-Dekodierer zu-1-Multiplexer Bit-Komparator Bit-Volladdierer N-Bit-Addierer N-Bit-Addierer/Subtrahierer Einfache logische Einheit Einfache arithmetisch/logische Einheit Bit-ALU Verallgemeinerte ALUs Flip Flops Bit-Registerspeicher mit Setzen/Rücksetzen Taktgesteuertes D-Latch Taktflankengesteuertes D-Flip-Flop Kommerzielle Registerspeicher Zähler Modulo-k-Zähler Asynchroner Modulo-k-Zähler Synchroner Modulo-k-Zähler Synthese von Funktionsblöcken Schaltwerksynthese am Beispiel eines Synchronzählers Aufstellen der Wahrheitstabelle aus den Zählerzuständen Bestimmung der Übergangsfunktion Vereinfachen der Übergangsfunktion Realisierung der vereinfachten Übergangsfunktion Verbinden des Schaltnetzes mit dem Register Anwendungen von Synchron-Zählern Synchron-Zähler mit permutierten Zählfolgen Endliche Automaten Endliche Automaten mit Eingabe Implementierung von endlichen Automaten mit Eingabe Endliche Automaten mit Ein- und Ausgabe Moore-Automat Mealy-Automat Die Komponentenebene Hauptspeicher Linear adressierte Speicherzellen SRAM- und DRAM-Speicher 51 0
2 Kommerzielle SRAM und DRAM-Speicherchips Unterschiede zwischen SRAM und DRAM Aufbau eines SRAMs Sonstige Speicher: EEPROMs, Flash RAMs und MRAMs Busse Bussysteme im Rechner Adress-, Daten- und Steuerbusleitungen Peripherie PIO Anschluss von PIO und Peripherie an CPU-Busse Ansteuerung eines peripheren Bausteins durch den Prozessor Festplatten Mechanischer Aufbau einer Festplatte Die Ebene der Rechnerorganisation Die von-neumann-maschine Arbeitsweise der von-neumann-maschine Die Harvard-Architektur Verbesserungen der von-neumann-maschine Der von-neumann-flaschenhals Der Akkumulator als schneller Zwischenspeicher Busse als wesentliche Elemente der Rechnerorganisation Peripheriebus und Systembus Steuereinheiten für die Peripherie Organisation eines heutigen Rechners Embedded Controller Abläufe in einem Rechner Adressierung der Peripherie Eigener I/O-Adressraum Memory-Mapped I/O Bewertung von Memory Mapped- bzw. Adressraum-I/O Polling Vorteile und Nachteile von Polling Interrupts Aufbau eines Interruptsystems Auftreten eines Interrupts Ablauf eines Interrupts Aufruf der Interrupt-Service-Routine Vektorisierter Interrupt Erweitertes Interruptsystem Vor- und Nachteile von Interrupts Direct Memory Access (DMA) Eigenschaften von DMA DMA-Controller Initialisierung des DMA-Controllers DMA-Transfer Zeitlicher und funktionaler Ablauf eines DMA-Transfers Zwei Implementierungsvarianten von DMA Die Zentraleinheit (CPU) 104 1
3 3.1. CPU-Register CPU-interne Busse Die Steuereinheit (Control Unit) Mikroprogrammierte Steuereinheit Interaktion zwischen den CPU-Komponenten Die Befehlsholphase der CPU Die Phasen Operand holen und Befehl ausführen Zusammenspiel von Steuereinheit, PC, IR, MAR und MDR Zusammenspiel von CPU mit Hauptspeicher CPU, Hauptspeicher und Schalter Die Hauptbefehlsschleife in der CPU (detailliert) CISC-Prozessoren (ca ) Der Befehlssatz eines CISC-Prozessors Adressierungsarten bei CISC- und RISC-CPUs Orthogonaler Befehlssatz Architekturen bei CISC-Prozessoren Stack-Architektur Bewertung der Stackarchitektur Register/Speicher-Architektur Bewertung der Register/Speicher-Architektur Heutiger Status der CISC-Prozessoren Caches Speicherhierarchie Funktionsprinzip von Caches Befehlsungleichverteilung Lokalität von Befehlen und Daten Der Aufbau von Caches Vollassoziativer Cache Direkt-abbildender Cache Arbeitsweise des direkt-abbildenden Cache Adressabbildung beim direkt-abbildenden Cache mit k Worten M-Wege Mengenassoziativer Cache Datentransfer zwischen Cache und Hauptspeicher Fall 1: CPU möchte lesen Ersetzungsstrategien bei voll- und bei mengenassoziativem Cache Fall 2: CPU möchte einen Befehl oder ein Datum schreiben Zu schreibendes Hauptspeicherwort ist als Kopie im Cache (Hit) Zu schreibendes Hauptspeicherwort ist nicht als Kopie im Cache (Miss) Bewertung der CPU-Schreibstrategien in den Hauptspeicher 149 2
4 5.4.4 Das Paging-Problem bei Write Back und Fetch-on-Write Übersicht zum Paging Lösung des Paging-Problems Das IO-Problem bei Write Back und Fetch-on-Write Zusammenfassung Datentransfer Split Caches (Teilung des Cache) Virtueller Hauptspeicher und Speicherverwaltung Problem der nicht zusammenhängenden Adressräume Adressabbildung durch die MMU Virtueller Hauptspeicher Vorteile von Virtual Memory Prozessor- und Hauptspeicheradressen, Cache- und Page-Adressierung Einordnung der MMU in die Schichten und Module eines Rechners Praktische Implementierung von virtuellem Speicher Adressabbildung über Seitentabellen Schritte der Adressabbildung Adressabbildung mit TLB-Cache Mindestanforderungen an Page Table und TLB Erweiterte Anforderungen an den TLB-Cache Speicherschutz durch MMU und Betriebssystem Zusammenfassung Virtual Memory RISC-Prozessoren Definition der Prozessorleistung Architektonische Unterschiede RISC-CISC Kommerzielle Beispiele von RISC-Prozessoren Zusammenfassung RISC-Design-Prinzipien Beschleunigung der Befehlsausführung bei RISC-Prozessoren Pipelining Pipeline-Prinzip Mit und Ohne Pipelining Raum-Zeitdiagramm für den Durchlauf eines Befehls Vergleich ohne/mit Pipelining Maße bei einer Pipeline Speedup (Beschleunigung) Arithmetisches-, Phasen- und Befehls-Pipelining Superpipelining Vorteil von Superpipelining Nachteil von Superpipelining Blasenfreie Pipeline Steuerflusskonflikte 192 3
5 8.2. Sprungvorhersage (Branch Prediction) Branch Unit Branch Target Cache (Sprungzielspeicher) Aufgabenverteilung Sprungvorhersage/Sprungzielvorhersage Vorteil von Sprungvorhersage + Sprungzielvorhersage Nachteil von Sprungvorhersage + Sprungzielvorhersage Maximale Beschleunigung der Befehlsausführung Ergänzungen zum Sprungzielspeicher (Branch Target Cache) Probleme bei der Sprungzielvorhersage Zusammenfassung Branch Unit und Branch Target Cache Wie funktioniert die Sprungvorhersage? Statische Sprungvorhersage Prepare-to-branch-Technik Assume Backward Branches as Taken Dynamische Sprungvorhersage Sprungvorhersage mit Branch History Table und endlichem Automaten Verbesserte adaptive Sprungvorhersage Prinzip der verbesserten adaptiven Sprungvorhersage Ablauf der verbesserten adaptiven Sprungvorhersage Mehrfache Sprungzielvorhersage Sprungzielvorhersage bei Pentium II und PowerPC 604e PowerPC 604e Pentium II Gshare-Methode Agrees-Methode Prädikatierung Eager Execution-Technik Was kostet es, wenn die Sprungvorhersage fehlschlägt? Modellierung der Wirklichkeit Elimination von b Elimination von n Elimination von bzw. f Elimination von k Elimination von p und q Grenzen der Beschleunigung im Falle von Pipelining Liste der Pipeline-Probleme Ressourcenkonflikt Datenflusskonflikte Kategorisierung der Datenflusskonflikte RAW-Datenflusskonflikt Write-After-Read-Konflikt (WAR) Write After Write-Konflikt (WAW) Hinausschieben der Pipeline-Grenzen durch Scoreboarding und Tomasulo Scoreboard 253 4
6 10.2.Tomasulo-Mechanismus Der Common Data Bus ( CDB ) 265 5
1. Übersicht zu den Prozessorfamilien 2 2. Grundlagen der Rechnerorganisation 3
1. Übersicht zu den Prozessorfamilien 2 2. Grundlagen der Rechnerorganisation 3 2.1. Aufbau eines Rechners in Ebenen 3 2.2. Die Ebene der elektronischen Bauelemente 5 2.3. Die Gatterebene 5 2.3.1 Einfache
Mehr1 Übung 1: Gesamtpunktzahl (94P)
HRI 11.03.15 RO I Übungen ohne Lösungen V21 1 Übung 1: Gesamtpunktzahl (94P) 1.1 Übersicht zu den Prozessorfamilien a) Zu welcher Mikroprozessorfamilie gehört der Prozessor in der Sony Playstation? b)
MehrTeil VIII Von Neumann Rechner 1
Teil VIII Von Neumann Rechner 1 Grundlegende Architektur Zentraleinheit: Central Processing Unit (CPU) Ausführen von Befehlen und Ablaufsteuerung Speicher: Memory Ablage von Daten und Programmen Read Only
MehrCPU Speicher I/O. Abbildung 11.1: Kommunikation über Busse
Kapitel 11 Rechnerarchitektur 11.1 Der von-neumann-rechner Wir haben uns bisher mehr auf die logischen Bausteine konzentriert. Wir geben jetzt ein Rechnermodell an, das der physikalischen Wirklichkeit
MehrVorlesung Rechnerarchitektur. Einführung
Vorlesung Rechnerarchitektur Einführung Themen der Vorlesung Die Vorlesung entwickelt an Hand von zwei Beispielen wichtige Prinzipien der Prozessorarchitektur und der Speicherarchitektur: MU0 Arm Speicher
MehrRechneraufbau und Rechnerstrukturen
Rechneraufbau und Rechnerstrukturen von Walter Oberschelp RWTH Aachen und Gottfried Vossen Universität Münster 10. Auflage c 2006 R. Oldenbourg Verlag GmbH, München Inhaltsverzeichnis Auszug... x... aus
MehrTECHNISCHE HOCHSCHULE NÜRNBERG GEORG SIMON OHM Die Mikroprogrammebene eines Rechners Das Abarbeiten eines Arbeitszyklus eines einzelnen Befehls besteht selbst wieder aus verschiedenen Schritten, z.b. Befehl
MehrFragenkatalog zur Klausur Computersysteme
Fragenkatalog zur Klausur Computersysteme Wolfgang Schreiner RISC-Linz 25. Mai 2002 1. Erklären Sie die Begriffe Übersetzung und Interpretation von Programmiersprachen. Worin liegt der jeweilige Vorteil/Nachteil?
MehrRechner Architektur. Martin Gülck
Rechner Architektur Martin Gülck Grundlage Jeder Rechner wird aus einzelnen Komponenten zusammengesetzt Sie werden auf dem Mainboard zusammengefügt (dt.: Hauptplatine) Mainboard wird auch als Motherboard
MehrDie Mikroprogrammebene eines Rechners
Die Mikroprogrammebene eines Rechners Das Abarbeiten eines Arbeitszyklus eines einzelnen Befehls besteht selbst wieder aus verschiedenen Schritten, z.b. Befehl holen Befehl dekodieren Operanden holen etc.
MehrInhaltsverzeichnis. Inhaltsverzeichnis 3
Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis 3 1 Einführung 9 1.1 Die Ursprünge der Computertechnik... 10 1.2 Der erste Mikroprozessor... 15 1.3 Schaltungstechniken... 15 1.3.1 Transistor-to-Transistor-Logik...
MehrArithmetische und Logische Einheit (ALU)
Arithmetische und Logische Einheit (ALU) Enthält Blöcke für logische und arithmetische Operationen. n Bit Worte werden mit n hintereinander geschalteten 1 Bit ALUs bearbeitet. Steuerleitungen bestimmen
Mehr2.2 Rechnerorganisation: Aufbau und Funktionsweise
2.2 Rechnerorganisation: Aufbau und Funktionsweise é Hardware, Software und Firmware é grober Aufbau eines von-neumann-rechners é Arbeitsspeicher, Speicherzelle, Bit, Byte é Prozessor é grobe Arbeitsweise
MehrArbeitsfolien - Teil 4 CISC und RISC
Vorlesung Informationstechnische Systeme zur Signal- und Wissensverarbeitung PD Dr.-Ing. Gerhard Staude Arbeitsfolien - Teil 4 CISC und RISC Institut für Informationstechnik Fakultät für Elektrotechnik
MehrEinführung (1) Erster funktionsfähiger programmgesteuerter Rechenautomat Z3, fertiggestellt 1941 Bild: Nachbau im Deutschen Museum München
Einführung (1) Erster funktionsfähiger programmgesteuerter Rechenautomat Z3, fertiggestellt 1941 Bild: Nachbau im Deutschen Museum München Einführung (2) Architektur des Haswell- Prozessors (aus c t) Einführung
MehrMikroprozessoren. Aufbau und Funktionsweise. Christian Richter. Ausgewählte Themen der Multimediakommunikation SS 2005
Mikroprozessoren Aufbau und Funktionsweise Christian Richter Ausgewählte Themen der Multimediakommunikation SS 2005 Christian Richter (TU-Berlin) Mikroprozessoren AT MMK 2005 1 / 22 Gliederung Was ist
MehrRechnerstrukturen Winter SPEICHER UND CACHE. (c) Peter Sturm, University of Trier 1
9. SPEICHER UND CACHE (c) Peter Sturm, University of Trier 1 Inhalt Grundlagen Speichertypen RAM / ROM Dynamisches RAM Cache- Speicher Voll AssoziaNv n- Wege AssoziaNv Direct Mapping Beispiel: 8 Bit- Register
MehrNeue Prozessor-Architekturen für Desktop-PC
Neue Prozessor-Architekturen für Desktop-PC Bernd Däne Technische Universität Ilmenau Fakultät I/A - Institut TTI Postfach 100565, D-98684 Ilmenau Tel. 0-3677-69-1433 bdaene@theoinf.tu-ilmenau.de http://www.theoinf.tu-ilmenau.de/ra1/
MehrProzessorarchitektur. Kapitel 1 - Wiederholung. M. Schölzel
Prozessorarchitektur Kapitel - Wiederholung M. Schölzel Wiederholung Kombinatorische Logik: Ausgaben hängen funktional von den Eingaben ab. x x 2 x 3 z z = f (x,,x n ) z 2 z m = f m (x,,x n ) Sequentielle
MehrTeil Rechnerarchitekturen. Repetitorium. Corinna Schmitt
Teil Rechnerarchitekturen Repetitorium Corinna Schmitt corinna.schmitt@unibas.ch Vorlesungsinhalt Rechnerarchitekturen M01: Architektur, ALU, Flip-Flop M02: Einführung in die Sprache C M03: 2er-Komplement,
MehrZENTRALEINHEITEN GRUPPE
31. Oktober 2002 ZENTRALEINHEITEN GRUPPE 2 Rita Schleimer IT für Führungskräfte WS 2002/03 1 Rita Schleimer TEIL 1 - Inhalt Zentraleinheit - Überblick Architekturprinzipien Zentralspeicher IT für Führungskräfte
MehrTutorium Rechnerorganisation
Woche 3 Tutorien 3 und 4 zur Vorlesung Rechnerorganisation 1 Christian A. Mandery: KIT Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales Grossforschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft www.kit.edu
MehrVon-Neumann-Architektur
Von-Neumann-Architektur Bisher wichtig: Konstruktionsprinzip des Rechenwerkes und Leitwerkes. Neu: Größerer Arbeitsspeicher Ein- und Ausgabewerk (Peripherie) Rechenwerk (ALU) Steuerwerk (CU) Speicher...ppppp...dddddd..
MehrSpeicher. Speicher. Speicherhierarchie. Speicher. Interessante Zahlen:
Übersicht 1 Einleitung Hauptspeicher 2 Hauptspeicher 3 Caches, Cache-Kohärenz Dr.-Ing. Volkmar Sieh Institut für Informatik 3: Rechnerarchitektur Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg WS 2008/2009
MehrName: Vorname: Matr.-Nr.: 4. a) RISC-Architekturen müssen zur Decodierung von Maschinenbefehlen stets ein mikroprogrammierbares Steuerwerk verwenden.
Name: Vorname: Matr.-Nr.: 4 Aufgabe 1 (8 Punkte) Entscheiden Sie, welche der folgenden Aussagen zum Thema CISC/RISC-Prinzipien korrekt sind. a) RISC-Architekturen müssen zur Decodierung von Maschinenbefehlen
MehrDIGITALE SCHALTUNGEN II
DIGITALE SCHALTUNGEN II 3. Sequentielle Schaltkreise 3.1 Vergleich kombinatorische sequentielle Schaltkreise 3.2 Binäre Speicherelemente 3.2.1 RS Flipflop 3.2.2 Getaktetes RS Flipflop 3.2.3 D Flipflop
MehrGrundlagen der Rechnerarchitektur
Grundlagen der Rechnerarchitektur Speicher Übersicht Speicherhierarchie Cache Grundlagen Verbessern der Cache Performance Virtueller Speicher SS 2012 Grundlagen der Rechnerarchitektur Speicher 2 Speicherhierarchie
MehrTechnische Informatik
Technische Informatik Eine einführende Darstellung von Prof. Dr. Bernd Becker Prof. Dr. Paul Molitor Oldenbourg Verlag München Wien Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 1.1 Was ist überhaupt ein Rechner?
MehrRechnergrundlagen SS Vorlesung
Rechnergrundlagen SS 2007 13. Vorlesung Inhalt Cache Lesen Schreiben Überschreiben Memory Management Unit (MMU) Translation Lookaside Buffer (TLB) Klausurvorbereitung Inhalte der Klausur Rechnergrundlagen
MehrEinführung (0) Erster funktionsfähiger programmgesteuerter Rechenautomat Z3, fertiggestellt 1941 Bild: Nachbau im Deutschen Museum München
Einführung (0) Erster funktionsfähiger programmgesteuerter Rechenautomat Z3, fertiggestellt 1941 Bild: Nachbau im Deutschen Museum München Einführung (1) Was ist ein Rechner? Maschine, die Probleme für
MehrEchtzeitbetriebssysteme
Speicherverwaltung (Memory Management) Aufgaben der Memory-Management-Unit ist l der Speicherschutz und l die Adressumsetzung Wird durch Hardware unterstützt l Memory Management Unit (MMU) l MMU wird vom
MehrIT für Führungskräfte. Zentraleinheiten. 11.04.2002 Gruppe 2 - CPU 1
IT für Führungskräfte Zentraleinheiten 11.04.2002 Gruppe 2 - CPU 1 CPU DAS TEAM CPU heißt Central Processing Unit! Björn Heppner (Folien 1-4, 15-20, Rollenspielpräsentation 1-4) Harald Grabner (Folien
MehrVirtueller Speicher. SS 2012 Grundlagen der Rechnerarchitektur Speicher 44
Virtueller Speicher SS 2012 Grundlagen der Rechnerarchitektur Speicher 44 Die Idee Virtuelle Adressen Prozess 1 Speicherblock 0 Speicherblock 1 Speicherblock 2 Speicherblock 3 Speicherblock 4 Speicherblock
MehrEin- Ausgabeeinheiten
Kapitel 5 - Ein- Ausgabeeinheiten Seite 121 Kapitel 5 Ein- Ausgabeeinheiten Am gemeinsamen Bus einer CPU hängt neben dem Hauptspeicher die Peripherie des Rechners: d. h. sein Massenspeicher und die Ein-
MehrCPU. Dr.-Ing. Volkmar Sieh. Institut für Informatik 3: Rechnerarchitektur Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg SS 2011
CPU Dr.-Ing. Volkmar Sieh Institut für Informatik 3: Rechnerarchitektur Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg SS 2011 CPU 1/62 2012-02-29 CPU Übersicht: Pipeline-Aufbau Pipeline- Hazards CPU
MehrBsys2 Zusammenfassung. Definition Die CPU ist das Gehirn des Computers. Sie holt Befehle aus dem Speicher und führt sie aus.
Prozessoren Definition Die CPU ist das Gehirn des Computers. Sie holt Befehle aus dem Speicher und führt sie aus. Register Alle Prozessoren besitzen interne Register, um den Zugriff auf Daten zu beschleunigen.
MehrRechneraufbau und Rechnerstrukturen
Rechneraufbau und Rechnerstrukturen von Prof. Dr. Walter Oberschelp, RWTH Aachen und Prof. Dr. Gottfried Vossen, Universität Münster 7, vollständig überarbeitete und aktualisierte Auflage R.Oldenbourg
MehrEchtzeit Videoverarbeitung
Hardwareplattformen für Echtzeit Videoverarbeitung Herbert Thoma Seite 1 Gliederung Echtzeitanforderungen Prozessorarchitekturen Grundlagen Pipelining Parallele Befehlsausführung Systemkomponenten Speicher
MehrWie groß ist die Page Table?
Wie groß ist die Page Table? Im vorigen (typischen) Beispiel verwenden wir 20 Bits zum indizieren der Page Table. Typischerweise spendiert man 32 Bits pro Tabellen Zeile (im Vorigen Beispiel brauchten
MehrInstruktionssatz-Architektur
Institut für Informatik 3: Rechnerarchitektur Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg WS 2005/2006 Übersicht 1 Einleitung 2 Bestandteile der ISA 3 CISC / RISC Übersicht 1 Einleitung 2 Bestandteile
MehrPrüfungsprotokoll Technische Informatik 1707/1708
Prüfungsprotokoll Technische Informatik 1707/1708 Prüfer: PD Dr.-Ing. K.Gotthardt Beisitzer: Dr. Weiss??? Datum: 21.11.2007 Dauer: ca. 25 Min. Note: 1,0 Was sind Minterme? Konjunktionsterme maximaler Länge,
MehrInstruktionen pro Takt
(c) Peter Sturm, Universität Trier (u.a.) 1 Instruktionen pro Takt 500 MIPS (Dhrystone) Taktfrequenz 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 8086 80286 80386 80486 Pentium Pentium Pro Die-Größen: Intel Vorlesung
MehrDas Prinzip an einem alltäglichen Beispiel
3.2 Pipelining Ziel: Performanzsteigerung é Prinzip der Fließbandverarbeitung é Probleme bei Fließbandverarbeitung BB TI I 3.2/1 Das Prinzip an einem alltäglichen Beispiel é Sie kommen aus dem Urlaub und
MehrGrundlagen der Rechnerarchitektur. Ein und Ausgabe
Grundlagen der Rechnerarchitektur Ein und Ausgabe Übersicht Grundbegriffe Hard Disks und Flash RAM Zugriff auf IO Geräte RAID Systeme SS 2012 Grundlagen der Rechnerarchitektur Ein und Ausgabe 2 Grundbegriffe
MehrTutorium Rechnerorganisation
Woche 7 Tutorien 3 und 4 zur Vorlesung Rechnerorganisation 1 Christian A. Mandery: KIT Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales Grossforschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft www.kit.edu
MehrJohann Wolfgang Goethe-Universität
Flynn sche Klassifikation SISD (single instruction, single data stream): IS IS CU PU DS MM Mono (Mikro-)prozessoren CU: Control Unit SM: Shared Memory PU: Processor Unit IS: Instruction Stream MM: Memory
MehrDatenpfad einer einfachen MIPS CPU
Datenpfad einer einfachen MIPS CPU Zugriff auf den Datenspeicher Grundlagen der Rechnerarchitektur Prozessor 19 Betrachten nun Load und Store Word Erinnerung, Instruktionen lw und sw sind vom I Typ Format:
MehrEin und Ausgabe. von Neumann Konzept enthält folgende Komponenten: Rechenwerk Steuerwerk Speicher Eingabewerk Ausgabewerk (siehe 1.
Ein und Ausgabe von Neumann Konzept enthält folgende Komponenten: Rechenwerk Steuerwerk Speicher Eingabewerk Ausgabewerk (siehe 1. Vorlesung) v. Neumann Architektur Eingabewerk Speicher Ausgabewerk Rechenwerk
MehrInhaltsverzeichnis. Vorwort...VII I. Übungen zu Band I... 1
Inhaltsverzeichnis Vorwort...VII I. Übungen zu Band I... 1 I.1 Grundlagen... 1 Aufgabe 1: Zu den Maßeinheiten Kilo, Mega, Giga,...(I.1.1)... 1 Aufgabe 2: Zu den Begriffen bit, byte, bit/s,...(i.1.1)...
MehrTechnische Informatik I. Übung 3 Speicherhierarchie. v t d 0 d 1 d 2 d 3 0 1 2 3. Technische Informatik I Übung 3. Technische Informatik I Übung 3
Institut für Kommunikationsnetze und Rechnersysteme Technische Informatik I Paul J. Kühn, Matthias Meyer Übung 3 Speicherhierarchie Inhaltsübersicht Aufgabe 3.1 Daten-Cache Aufgabe 3.2 Virtueller Speicher
MehrFachbereich Medienproduktion
Fachbereich Medienproduktion Herzlich willkommen zur Vorlesung im Studienfach: Grundlagen der Informatik Themenübersicht Rechnertechnik und IT Sicherheit Grundlagen der Rechnertechnik Prozessorarchitekturen
MehrKap 4. 4 Die Mikroprogrammebene eines Rechners
4 Die Mikroprogrammebene eines Rechners Das Abarbeiten eines Arbeitszyklus eines einzelnen Befehls besteht selbst wieder aus verschiedenen Schritten (Befehl holen, Befehl dekodieren, Operanden holen etc.).
MehrL3. Datenmanipulation
L Datenmanipulation Aufbau eines Computers Prozessor, Arbeitsspeicher und system Maschinensprachen und Maschinenbefehle Beispiel einer vereinfachten Maschinensprache Ausführung des Programms und Befehlszyklus
MehrSpeicherorganisation
Speicherorganisation John von Neumann 1946 Ideal wäre ein unendlich großer, undendlich schneller und undendlich billiger Speicher, so dass jedes Wort unmittelbar, d.h. ohne Zeitverlust, zur Verfügung steht
MehrTechnische Informatik 2 Speichersysteme, Teil 3
Technische Informatik 2 Speichersysteme, Teil 3 Prof. Dr. Miroslaw Malek Sommersemester 2004 www.informatik.hu-berlin.de/rok/ca Thema heute Virtueller Speicher (Fortsetzung) Translation Lookaside Buffer
MehrFragenkatalog Computersysteme Test 25. April 2008
Fragenkatalog Computersysteme Test 25. April 2008 Wolfgang Schreiner Wolfgang.Schreiner@risc.uni-linz.ac.at 6. April 2008 Der Test besteht aus 4 Fragen aus dem folgenden Katalog (mit eventuell leichten
MehrEchtzeit-Multitasking
Technische Informatik Klaus-Dieter Thies Echtzeit-Multitasking Memory Management und System Design im Protected Mode der x86/pentium-architektur. Shaker Verlag Aachen 2002 Die Deutsche Bibliothek - CIP-Einheitsaufnahme
MehrKonzepte und Methoden der Systemsoftware. Aufgabe 1: Polling vs Interrupts. SoSe bis P
SoSe 2014 Konzepte und Methoden der Systemsoftware Universität Paderborn Fachgebiet Rechnernetze Präsenzübung 3(Musterlösung) 2014-05-05 bis 2014-05-09 Aufgabe 1: Polling vs Interrupts (a) Erläutern Sie
MehrTutorium Rechnerorganisation
Woche 13 Tutorien 3 und 4 zur Vorlesung Rechnerorganisation 1 Christian A. Mandery: KIT Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales Grossforschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft www.kit.edu
MehrTutorium Rechnerorganisation
Woche 11 Tutorien 3 und 4 zur Vorlesung Rechnerorganisation 1 Christian A. Mandery: KIT Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales Grossforschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft www.kit.edu
MehrRechnergrundlagen SS 2007. 11. Vorlesung
Rechnergrundlagen SS 2007 11. Vorlesung Inhalt Evaluation der Lehre (Auswertung) Synchroner/asynchroner Systembus Kontrollfluss/Datenfluss RISC vs. CISC Speicherhierarchie Cache Lesen Schreiben Überschreiben
MehrSysteme I: Betriebssysteme Kapitel 8 Speicherverwaltung
Systeme I: Betriebssysteme Kapitel 8 Speicherverwaltung Version 21.12.2016 1 Inhalt Vorlesung Aufbau einfacher Rechner Überblick: Aufgabe, Historische Entwicklung, unterschiedliche Arten von Betriebssystemen
MehrMikroprozessor als universeller digitaler Baustein
2. Mikroprozessor 2.1 Allgemeines Mikroprozessor als universeller digitaler Baustein Die zunehmende Integrationsdichte von elektronischen Schaltkreisen führt zwangsläufige zur Entwicklung eines universellen
Mehra. Flipflop (taktflankengesteuert) Wdh. Signalverläufe beim D-FF
ITS Teil 2: Rechnerarchitektur 1. Grundschaltungen der Digitaltechnik a. Flipflop (taktflankengesteuert) Wdh. Signalverläufe beim D-FF b. Zähler (Bsp. 4-Bit Zähler) - Eingang count wird zum Aktivieren
MehrBesprechung der Probeklausur Übungsscheine, inoffizielle Evaluation Übungsaufgaben Noch Fragen?
Themen heute Besprechung der Probeklausur Übungsscheine, inoffizielle Evaluation Übungsaufgaben Noch Fragen? Besprechung der Probeklausur Probeklausur wird jetzt ausgeteilt Notenschlüssel: 45 37,5 Punkte:
MehrVorlesung: Technische Informatik 3
Rechnerarchitektur und Betriebssysteme zhang@informatik.uni-hamburg.de Universität Hamburg AB Technische Aspekte Multimodaler Systeme zhang@informatik.uni-hamburg.de Inhaltsverzeichnis 4. Computerarchitektur........................235
MehrGrundlagen von Caching-Mechanismen beim Zusammenspiel von Mikroprozessor und Betriebssystem. Klaus Kusche Dezember 2015
Grundlagen von Caching-Mechanismen beim Zusammenspiel von Mikroprozessor und Betriebssystem Klaus Kusche Dezember 2015 Inhalt Ziele & Voraussetzungen Grundidee & Beispiele von Caches Bedeutung effizienter
MehrComputational Engineering I
DEPARTMENT INFORMATIK Lehrstuhl für Informatik 3 (Rechnerarchitektur) Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg Martensstraße 3, 91058 Erlangen 25.01.2016 Probeklausur zu Computational Engineering
MehrSpeicher Typen. TI-Übung 5. Speicher SRAM. Speicher DRAM. SRAM vs. DRAM (EEP)ROM, NV-RAM, Flash,... Speicher, Caches
Speicher Typen TI-Übung 5 Speicher, Caches Andreas I. Schmied (andreas.schmied@uni-ulm.de) AspectIX-Team Abteilung Verteilte Systeme Universität Ulm WS2005 SRAM vs. DRAM (EEP)ROM, NV-RAM, Flash,... Charakteristik
MehrAuch hier wieder. Control. RegDst Branch MemRead MemtoReg ALUOp MemWrite ALUSrc RegWrite. Instruction[31 26] (also: das Opcode Field der Instruktion)
Auch hier wieder Aus voriger Wahrheitstabelle lässt sich mechanisch eine kombinatorische Schaltung generieren, die wir im Folgenden mit dem Control Symbol abstrakt darstellen. Instruction[31 26] (also:
Mehr9.1. Aufbau einer Befehlspipeline
Kapitel 9 - Befehlspipelining Seite 191 Kapitel 9 Befehlspipelining 9.1. Aufbau einer Befehlspipeline Ein typischer Befehl in einer Maschine mit einem RISC-artigen Befehlssatz besteht aus den Operationen:
MehrRechnerarchitektur Atmega 32. 1 Vortrag Atmega 32. Von Urs Müller und Marion Knoth. Urs Müller Seite 1 von 7
1 Vortrag Atmega 32 Von Urs Müller und Marion Knoth Urs Müller Seite 1 von 7 Inhaltsverzeichnis 1 Vortrag Atmega 32 1 1.1 Einleitung 3 1.1.1 Hersteller ATMEL 3 1.1.2 AVR - Mikrocontroller Familie 3 2 Übersicht
MehrZyklus: FETCH, DECODE, FETCH OPERANDS, UPDATE INSTRUCTION POINTER, EXECUTE
1. Von Neumann Architektur Aufbau: CPU Rechenwerk ALU (arithmetische und logische Operationen) Steuerwerk (Steuerung der Verarbeitung über Operationscodes) Hauptspeicher Daten und Befehle Adressierung
MehrEnterprise Computing
Enterprise Computing Prof. Dr.-Ing. Wilhelm G. Spruth WS 2011/12 Teil 2 Verarbeitungsablauf Systemarchitektur Multiprogrammierung Virtueller Speicher Überwacher (Supervisor) Cache CPU s Hauptspeicher I/O
MehrPaging. Einfaches Paging. Paging mit virtuellem Speicher
Paging Einfaches Paging Paging mit virtuellem Speicher Einfaches Paging Wie bisher (im Gegensatz zu virtuellem Speicherkonzept): Prozesse sind entweder ganz im Speicher oder komplett ausgelagert. Im Gegensatz
MehrWas ist Rechnerleistung
Was ist Rechnerleistung Leistung im engeren Sinne: Leistung gemessen in seltsamen Einheiten, bestimmt vorwiegend von der Zentraleinheit: MIPS (Millionen Instruktionen pro Sekunde) FLOPS (Floating Point
MehrMikrorechner-Technik
Springer-Lehrbuch Mikrorechner-Technik Band II Busse, Speicher, Peripherie und Mikrocontroller Bearbeitet von Helmut Bähring Neuausgabe 2002. Taschenbuch. xxvii, 425 S. Paperback ISBN 978 3 540 43693 5
Mehr11.0 Rechnerarchitekturen
11.0 Rechnerarchitekturen Die Ziele dieses Kapitels sind: Kennen lernen der Rechnerklassifikation nach Flynn Betrachtung von Prozessorarchitekturen auf verschiedenen Abstraktionsebenen - Befehlsarchitektur
MehrInhalt. 1. Motivation: Ein Beispielexperiment. 2. Analoge und digitale Signale. 3. Rechner Was tun mit den Signalen?
Inhalt 1. Motivation: Ein Beispielexperiment 2. Analoge und digitale Signale 3. Rechner Was tun mit den Signalen? 4. Bus Die Verbindung zur Peripherie 5. Zusammenfassung Motivation * Wie können Daten aufgenommen
MehrModul InfB-RS: Rechnerstrukturen
64-040 Rechnerstrukturen 64-040 Modul InfB-RS: Rechnerstrukturen http://tams.informatik.uni-hamburg.de/ lectures/2014ws/vorlesung/rs Kapitel 1 Andreas Mäder Universität Hamburg Fakultät für Mathematik,
MehrEinführung in die technische Informatik
Einführung in die technische Informatik Christopher Kruegel chris@auto.tuwien.ac.at http://www.auto.tuwien.ac.at/~chris Betriebssysteme Aufgaben Management von Ressourcen Präsentation einer einheitlichen
MehrVertiefungsrichtung Rechnerarchitektur
srichtung () ( für ) Prof. Dietmar Fey Ziele der srichtung RA Vertiefen des Verständnis vom Aufbau, Funktionsweise von Rechnern und Prozessoren Modellierung und Entwurf von Rechnern und Prozessoren ()
MehrRechnerarchitektur. Vorlesungsbegleitende Unterlagen. WS 2003/2004 Klaus Waldschmidt
Rechnerarchitektur Vorlesungsbegleitende Unterlagen WS 2003/2004 Klaus Waldschmidt Teil 15 Speicherhierarchie und s Seite 1 Speicherhierarchie: Der Speicherraum wird in einzelne Schichten unterteilt, die
MehrSteuerungen. 4 Typen verbindungsprogrammierte Steuerung (VPS), speicherprogrammierte Steuerung (SPS), Mikrokontroller (MC) und Industrie-PCs (IPC)
Steuerungen 4 Typen verbindungsprogrammierte Steuerung (VPS), speicherprogrammierte Steuerung (SPS), Mikrokontroller (MC) und Industrie-PCs (IPC) VPS - Funktion der Steuerung in der Schaltungstopologie
MehrProgrammierung verteilter eingebetteter Systeme Teamprojekt Einführung und Grundlagen Teil 2
Platzhalter für Bild, Bild auf Titelfolie hinter das Logo einsetzen Programmierung verteilter eingebetteter Systeme Teamprojekt Einführung und Grundlagen Teil 2 Stephan Rottmann, Ulf Kulau, Felix Büsching
MehrVorlesungsziele. Mit gängigen Begriffen etwas anfangen können. In der Lage sein, die Architektur von Mikroprozessoren zu verstehen
Vorlesungsziele Mit gängigen Begriffen etwas anfangen können In der Lage sein, die Architektur von Mikroprozessoren zu verstehen Die Grundkomponenten eines Mikroprozessor - Systems und ihr Zusammenwirken
MehrWas ist die Performance Ratio?
Was ist die Performance Ratio? Wie eben gezeigt wäre für k Pipeline Stufen und eine große Zahl an ausgeführten Instruktionen die Performance Ratio gleich k, wenn jede Pipeline Stufe dieselbe Zeit beanspruchen
MehrTechnische Grundlagen der Informatik 2 SS Einleitung. R. Hoffmann FG Rechnerarchitektur Technische Universität Darmstadt E-1
E-1 Technische Grundlagen der Informatik 2 SS 2009 Einleitung R. Hoffmann FG Rechnerarchitektur Technische Universität Darmstadt Lernziel E-2 Verstehen lernen, wie ein Rechner auf der Mikroarchitektur-Ebene
MehrPrüfung VO Betriebssysteme SS2008 / 7. Juli 2008
Name: Matrikel-Nr: Prüfung VO Betriebssysteme SS2008 / 7. Juli 2008 Bitte schreiben Sie leserlich und antworten Sie kurz und präzise. 1. Zeichnen Sie das Schichten-Modell eines Computersystems und markieren
MehrEnterprise Computing Einführung in das Betriebssystem z/os. Prof. Dr. Martin Bogdan Prof. Dr.-Ing. Wilhelm G. Spruth WS2012/13
UNIVERSITÄT LEIPZIG Enterprise Computing Einführung in das Betriebssystem z/os Prof. Dr. Martin Bogdan Prof. Dr.-Ing. Wilhelm G. Spruth WS2012/13 Verarbeitungsgrundlagen Teil 2 Virtual Storage el0100 copyright
MehrDas Rechnermodell von John von Neumann
Das Rechnermodell von John von Neumann Historisches Die ersten mechanischen Rechenmaschinen wurden im 17. Jahhundert entworfen. Zu den Pionieren dieser Entwichlung zählen Wilhelm Schickard, Blaise Pascal
MehrGrundlagen der Rechnerarchitektur
Grundlagen der Rechnerarchitektur Prozessor Übersicht Datenpfad Control Pipelining Data Hazards Control Hazards Multiple Issue Grundlagen der Rechnerarchitektur Prozessor 2 Datenpfad einer einfachen MIPS
Mehr2. Computer (Hardware) K. Bothe, Institut für Informatik, HU Berlin, GdP, WS 2015/16
2. Computer (Hardware) K. Bothe, Institut für Informatik, HU Berlin, GdP, WS 2015/16 Version: 14. Okt. 2015 Computeraufbau: nur ein Überblick Genauer: Modul Digitale Systeme (2. Semester) Jetzt: Grundverständnis
MehrInhaltsverzeichnis 1 Grundlagen Grundlegende Prozessortechniken...16
Inhaltsverzeichnis 1 Grundlagen...1 1.1 Mikroprozessoren, Mikrocontroller, Signalprozessoren und SoC...1 1.2 PC-Systeme...3 1.3 Eingebettete und ubiquitäre Systeme...5 1.4 Leistungsmessung und Leistungsvergleich...11
MehrComputergrundlagen Geschichte des Computers
Computergrundlagen Geschichte des Computers Axel Arnold Institut für Computerphysik Universität Stuttgart Wintersemester 2010/11 1641: Rechenmaschine von B. Pascal B. Pascal, 1632-1662 mechanische Rechenmaschine
MehrAufbau und Funktionsweise eines Computers
Aufbau und Funktionsweise eines Computers Thomas Röfer Hardware und Software von Neumann Architektur Schichtenmodell der Software Zahlsysteme Repräsentation von Daten im Computer Hardware Prozessor (CPU)
MehrPipelining. Die Pipelining Idee. Grundlagen der Rechnerarchitektur Prozessor 45
Pipelining Die Pipelining Idee Grundlagen der Rechnerarchitektur Prozessor 45 Single Cycle Performance Annahme die einzelnen Abschnitte des MIPS Instruktionszyklus benötigen folgende Ausführungszeiten:
MehrRO II Übungen ohne Lösungen V16
RO II Übungen ohne Lösungen V16 HRI 23.04.2015 1 Übung 1 (149P) Superskalarität, Parallelität Allgemein, Dynamische Befehlsausführung 1.1 Aufgabe: Superskalarität (27P) 1.) Was bedeutet der Begriff Superskalarität?
MehrInhaltsverzeichnis. Teil I Aufgaben 1
iii Teil I Aufgaben 1 1 Grundlagen der Elektrotechnik 3 Aufgabe 1: Punktladungen............................ 3 Aufgabe 2: Elektronenstrahlröhre........................ 3 Aufgabe 3: Kapazität eines Koaxialkabels...................
MehrTeil 2: Rechnerorganisation
Teil 2: Rechnerorganisation Inhalt: Zahlendarstellungen Rechnerarithmetik schrittweiser Entwurf eines hypothetischen Prozessors mit Daten-, Adreß- und Kontrollpfad Speicherorganisation Mikroprogrammierung
Mehr