2 Hardware und Ein-/Ausgabe

• Programmierbarkeit

• Daten & Programme im gleichen Speicher

  • Daten werden über berechenbare Adressen angesprochen

• Erweiterbarkeit

Nachteile:

• Eingeschränkte Echtzeitfähigkeit

• Flaschenhals Speicherzugriff

• CPU

  • Steuerwerk

  • Rechenwerk

• Hauptspeicher

• Ein-/Ausgabewerk (I/O)

• Bussystem

Ein Bus ist ein gemeinsamer Datenweg, an den mehrere Funktionseinheiten angeschlossen werden können.

Dabei ist es egal, ob die Funktionseinheiten externe Geräte, Einheiten auf einem Motherboard oder sogar auf einem Mikroprozessor-Chip sind.

Ein Bus besteht aus Steuer-, Adress- und Datenleitungen.

Zu jedem Zeitpunkt kann nur eine der angeschlossenen Einheiten den Bus nutzen um Adressen, Daten oder Befehle zu übertragen.

Ein Bussystem kann mehrere Signalleitungen haben, die parallel genutzt werden können.

• asynchron (wird von einer Komponente ausgelöst)

• nicht vorhersagbar

• meist nicht reproduzierbar

• Beispiele

  • Taste wird gedrückt

  • Timer ist abgelaufen

• synchron (wird von einem Prozess ausgelöst)

• vorhersagbar

• i.d.r. reproduzierbar

• kein Hardware-Interrupt

• Beispiel

  • Systemaufrauf

  • Division durch 0

• vom Prinzip her ein Software-Interrupt

• aber nicht immer vorhersagbar (z.B. bei Fehlverhalten des Prozesses)

Mit Hilfe von Interrupt Service Routinen (ISR)

Manchman auch genannt:

• Interrupthandler

• Unterbrechungsroutine

• Unterbrechungsbehandlung

Die Adresse, an der der Code steht.

• weitere Interrupts verhindern

• Zustand des unterbrochenen Prozesses sichern

• Anforderung des Interrupts bearbeiten

• andere Interrupts wieder zulassen

• unterbrochenen Prozess wiederherstellen und fortsetzen

• Die CPU fordert Daten von einem ext. Gerät, z. B. einer Festplatte

• Wenn die Antwort vorliegt, wird der Controller benachrichtigt

• Der Controller meldet die Anforderung an den Prozessor (Direkte Leitung!)

• Die Steuerung wird an eine definierte Position im Kernel übergeben, die Interrupt-Service-Routine (ISR).