VNA-Architektur Flashcards
EVA-Prinzip
Eingabe, Verarbeitung, ausgabe
Computer arbeiten nach dem EVA-Prinzip
Eingabe: über Eingabeeinheit (Tastatur, Maus, USB)=> Daten in Computer
Verarbeitung: der Daten in der Zentraleinheit
Ausgabe: mittels Ausgabegerät (Bildschirm, Drucker)
VNA
Von-Neumann-Architektur
- arbeitet mit EVA-Prinzip
- gliedert Rechner in funktionale Einheiten=> spezifische Aufgaben
Komponenten eines Von-Neumann-Rechners
CPU: Steuerwerk und Rechenwerk (AlU mit Registern)
Speicherwerk
=> mit Bus-System verbunden
Ein-/Ausgabewerk
Funktionsweise Steuerwerk
-sequentielle Abarbeiten des im Speicher befindlichen Programms => mit Befehlszähler/Befehlszeiger
=> zeigt beim start des Programms auf den ersten Befehl=> im Speicher geladen und ausgeführt
nächster Schritt: Befehlszähler inkrementiert
kann durch Befehle auf Speicher zugreifen, Sprungbefehle ausführen=> verändert den Befehlszähler=> unterbricht sequentielle Ausführung
bedingter Sprung: logischen Operation (if-Anweisung)
unbedingter Sprung: Ziel ist davor schon eindeutig (Goto, Methodenaufruf)
Befehle Steuerwerk
READ, lesen der Daten aus dem Speicher
WRITE
MOVE, Verschieben
GET, Lesen von Eingabedaten aus dem Eingabewerk
PRINT, Schreiben von Ausgabedaten ins Ausgabewerk
SPRUNGBEFEHLE, variablen Ablauf
=> kann keine logischen, arithmetischen Befehle ausführen
=> an Rechenwerk übergeben=> bekommt Ergebnis zurück
Rechenwerk
Von Steuerwerk gelenkt
Auch als arithmetic Logical Unit (ALU) bezeichnet
Funktionsweise Rechenwerk kompliziert
Register X, Y und Z sind Speicherzellen im Prozessor
- X und Y sind Zwischenspeicher für die Eingabewerte
=> Ergebnis kommt in Z-Register
x=>arithmetische, => Z
y=> logische Befehle =>
4 Register:X, Y, Z, Flag
Flag Register: speichert Informationen über das Ergebns der zuletzt ausgeführten Rechen-operation
=> Ergebnis, Registerüberläufe
=> bedingte Sprungweisen hängen von Flag-Register ab
-manche Rechenoperationen der ALU werden ebenfalls vom Flag beeinflusst
FUNCTIONSELECT bzw. MODE erlauben zwischen arithmetischem und logischem Modus zu wechseln, Wahl des Operators
X-Register Y-Register
\ /
MODE => ALU
/ \
Z-Register Flag-Register
je Pfeile nach unten
Operationen des Rechenwerks
-arithmetische Operationen
add, sub, mul, div
-logische Operationen
and, or, xor, not
Speicherwerk
endlichen Menge an Speicherzellen=> jede mit eindeutiger Adresse (Daten und Befehle ablaufender Programme werden dort abgelegt)
-aufeinanderfolgende Befehle in aufeinanderfolgenden Speicherzellen
Festplattenspeicher gehört nicht dazu. (Ein-/Ausgabewerk)
Funktionsweise Speicherwerk
- Adresse der Speicherzelle=> in Memory Address Register
- READ- oder WRITE-Befehl ausgeführt=> Speicherzelle dann ausgelesen/ beschrieben
READ:
- Inhalt der Speicherzelle ins Memory Data Register kopiert
- Aus dem MDR werden die Daten in die CPU gelesen
WRITE: Inhalt des MDR wird in die Speicherzelle geschrieben
Ein-/Ausgabewerk
von von Neumann nicht näher spezifiert
-kommuniziert mit der Umwelt (Daten und programme entgegennehmen=> verarbeitete Daten ausgeben)
lesen aus dem Eingabewerk per Get
schreiben ins Ausgabewerk per PRINT
universell einsetzbar, start abstrahiert =» da aussehen offengelassen wurde
Charakteristika Von-Neumann-Rechner
- grundsätzlich in 5 Funktionseinheiten gegliedert
- Aufbau und Struktur: unabhängig von den zu bearbeiteten Problemen
- VNR = Universalrechner: können verschiedene Probleme lösen
- Das zur Lösung des Problem gestelltes Programm wird eingegeben=> Zusammen mit den zum Problemen gehörenden Daten in einen Speicher abgelegt
- VNR = speicherprogrammierbarer Rechner = Grundlage der universellen Einsetzbarkeit
=> Unterschied zu den Rechnern in denen das Programm fest ist - Das eingegebene Programm bestimmt die Funktionalität des Rechners.
