By Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann, Dipl.-Phys. Robert Schmitz (auth.)
Der Band 2 Grundlagen der Computertechnik schlie~t mit den komplexen Schaltwerken an den Band 1 Grundlagen der digitalen Elektronik an. Ausgehendvom Operationsprinzip des von-Neumann-Rechners werden sowohl CISC- als auch RISC-Architekturen, Kommunikationskan{le, Speicherorganisation und Peripherieger{te behandelt.
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Dem geringeren Verdrahtungsaufwand steht jedoch ein Verlust an Ubertragungsgeschwindigkeit (Busbandbreite) gegeniiber. Der externe Datenbus wird iiber bidirektionale Bustreiber an den internen Datenbus angekoppelt. ::I>~:t:=:::::;::;::====::;:::;::==:::) } Peipheriegeriite I! L':::=======~ K=l==~==========>extemer L_______________________________________________J! Datenbus Abb. 3: Interne und externe Busse erleichtern die Realisierung eines Prozessors Das Leitwerk versorgt das Rechenwerk mit Registeradressen und internen Steuerleitungen.
Hier werden an die Stelle eines CALL-Befehls alle Maschinenbefehle einer Funktion eingefiigt. Obwohl sich dadurch der Speicherbedarf erhoht, wird - insbesondere bei einfachen Funktionen - die Zeit fiir den Aufruf eines Unterprogramms und fiir die Riickkehr zum Hauptprogramm eingespart. Assembler, welche die Verwendung von Makros unterstiitzen, werden Makroassembler genannt. Der Programmierer kann einer Folge von Maschinenbefehlen einen symbolischen N amen zuordnen. Immer wenn dieser Name im weiteren Verlauf des Programms auftritt, wird er durch diese Befehlsfolge ersetzt.
Diese AL U verfiigt allerdings iiber weniger VerkniipfungsmOgllchkeiten und gehOrt mehr zum Leitwerk als zum Rechenwerk. Schnelle Adre:6-Rechnungen sind auch zur Speicherverwaltung bzw. zur Realisierung eines virtuellen Speicher' erforderlich. Neben dem Prozessor enthalten daher auch Speicherverwaltungs-Einheiten (Memory Management Units MMUs) eine ALU fiir Adre:6-Rechnungen. 3 Datenpfade In Abb. 6 ist ein Rechenwerk dargestellt, das ALU und Registerfeld nur mit einem internen (bidirektionalen) Datenbus verbindet.