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• Enthält die „Arithmetisch logische Einheit“ (ALU) und einige Register zur (temporären) Aufnahme von

  Operanden

• Führt die arithmetischen und logischen Operationen aus

• ALU – Ensemble von Logik- und Rechenschaltungen

• Enthält Schaltungen zur Dekodierung des eingelesenen Maschinenbefehls

• und zur Ablaufsteuerung der MP- Arbeit (MP = Mikroprozessor),

• sowie einige Register zur Zwischenspeicherung des Befehls im MP zur Adressierung des Befehls im Programmspeicher, u.a.

• Enthält Befehle und feststehende Daten (Zeichenketten etc.);

• kann als ROM (read only memory) ausgeführt sein; ist ein Teil vom Hauptspeicher

• Enthält Daten, RAM (random access memory); ist ein Teil vom Hauptspeicher

RW+SW eines Digitalrechners auf Halbleitechip integriert

• RW + SW eines Digitalrechners

• Programmspeicher

• Datenspeicher

• I/O-Ports

• …

auf Halbleiterchip integriert

• Digitalrechner auf Basis eines Mikroprozessors mit den Hauptbestandteilen:

  • Mikroprozessor,

  • Programmspeicher,

  • Datenspeicher,

  • I/O-Ports, ...

Speicherung des eingelesenen Befehls(-bytes)

Enthält die Adresse der Programmspeicherzelle, in der der nächste abzuarbeitende Befehl steht

Aufnahme eines Operanden sowie Speicherung des Ergebnisses

Enthält die Adresse der benötigten Datenspeicherzelle und kann auch zur Speicherung von Operanden genutzt werden, wenn die Funktion als Adressregister nicht benötigt wird

• Fetch

  • Befehl holen und dekodieren

• Read

  • Operand(en) aus Datenspeicher oder Eingabe-Port lesen

• Execute

  • Befehl ausführen im Rechenwerk

  • arithmetische oder logische Operatoren

• Write

  • Operanden in den Datenspeicher oder den Ausgabe-Port schreiben

Ressourcenkonflikten

• nur eine Phase kann zu einer Zeit abgearbeitet werden: Fetch, Read oder Write

Datenabhängigkeitskonflikte

Mikroprozessor muss diese Konflikte zur Laufzeit erkennen um Fehler zu vermeiden

• in einzelne Speicherplätze = Speicherzellen gegliedert, die ein Byte aufnehmen können

• Jedem Speicherplatz ist eine Nummer (eine Adresse) zugeordnet.

• unterscheiden

  • die Adresse einer Speicherzelle

  • den Inhalt einer Speicherzelle

• entscheidend: zu Steuerwerk gehöhrendes Register - Befehlszähler

• enthält stets Adresse des Speicherplatzes in dem das nächste Programmbste steht (im Sinne des Programmablaufs)

1. Transfer Maschinenbefehl vom Hauptspeicher in CPU mit Befehlszähler

2. Bestimmung nächster Maschinenbefehl durch Steuerwerk

3. Dekodierung des in CPU verfügbaren Befehls durch Steuerwerk und Ausführung (in der Regel durch das Rechenwerk)