II Hardware Ein-/Ausgabe

Bescheibt das Konzept eines Universalrechners, der frei programmierbar ist und nicht für spezielle Anwendungen gebaut wurde.

Vorteile

• Binäre Datencodierung

• Programmierbarkeit

• Daten und Programme im gleichen Speicher

• Datenzugriff über Adressen

• Erweiterbarkeit

Nachteile

• Eingeschränkt Echtzeitfähig

• Sicherheit

• Geschwindigkeit

• Flaschenhals Speicherzugriff

->Befehl aus Speicher hohlen

->Befehl dekodieren

->Daten aus Speicher holen

->Ausführen

->Ergebnis in Speicher schreiben

• Gemeinsamer Datenweg

• Steuer-,Adress- und Datenleitung

• Zu jedem Zeitpunkt kann nur ein Teilnehmer Bus nutzen

Funktionseinheiten

• Master->Können Bus steuern

• Slave ->Reagieren nur auf Anfragen

• Zwei Eingänge und einen Ausgang

• Akumulator=Ausgang

• Akumulator hat direkte Verbindung zum Eingang

• Berechnungen und Logische Operationen

• Empfängt Adresse über Adressbus

• Sendet Daten über Datenbus

• Steuerbus sendet read or write

Register

int.Cache

ext.Cache

Hauptspeicher RAM

SSD

Festplatte

CD/DVD

• Steuerprozessor (CU)

  • Adress und Befehlsregister

  • Steuer und Statusregister

  • Befehlszähler

• Rechenprozessor (ALU)

  • Datenregister

  • Zustandsregister

  • Operationen

• Gleitkommaprozessor

  • Datenregister

  • Numerikrechenwerk

  • Ausnahmebehandlungen

• Auf Situationen währen Programm besonders reagieren

  • Ein/Ausgabe

  • Rückmeldung Hardware Komponenten

• Situationen können

  • Beliebiger Zeitpunkt

  • unerwartet/unerwartet

  • reproduzierbar/Zufällig

Hardware und Betriebssystem müssen auf Ausnahmen angemessen reagieren können

• Externe Hardware Interupts

  • Timer->asynchron

  • Taste->nicht vorhersehbar

  • Gerät meldet Ende->kein Software interrupt

• Interne /Software Interupts

  • System aufruf->synchron

  • unbekannter Befehl->vorhersehbar

  • Division durch 0->kein HW interupt