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Rechnerarchitektur 1 (Fach) / Datenverarbeitung (Lektion)
- Definition Datenverarbeitung (was sind Daten und die werden sie verarbeitet) alle digitalen und analogen Darstellungen, die eine Nachricht enthalten kann sie sind zur Verarbeitung nach einer Vorschrift neu zu gestalten sodass eine Information daraus entsteht diese steht entweder als Endprodukt, oder als neue Nachricht für weitere Verarbeitung zur Verfügung drei Grundkomponenten: Eingansdaten - Verarbeitung - Ausgangsaten (EVA-Prinzip)
- EVA-Prinzip Prinzip wiederholt sich in allen Bereichen nicht nur Problemlösen, auch Arbeitsweise von Prozessoren (Eingabe, Verarbeitung, Ausgabe)
- 8 Prinzipien der Struktur einer Rechenanlage (n. John von Neumann, 1946) Grundkonzept besteht Rechner aus: Steuerwerk, Rechenwerk (SW u RW = Zentraleinheit), Arbeitspeicher, Ein- und Ausgabegerät, Adressbus, Datenbus für Daten udn Befehle (Abbild s. 5) Struktur ist Abhängig von Lösung des Problems, Bearbeitungsvorschrift (als Folge von Befehlen) ist im Speicher abgelegt. Ohne dieses Programm ist Rechner nicht arbeitsfähig. Befehle, Daten, Zwischen- und Endergebnisse liegen in einem gemeinsamen Speicher (Arbeits- oder Hauptspeicher) Speicher in Zellen gleicher Größe unterteiltm fortlaufend nummeriert, Nummern sind die Adressen Befehle eines Programms sind im AS aufeinender folgenden Adressen abgelegt durch Sprungbefehle kann von der Reihenfolge abgewichen werden jeder Befehl besteht aus Operator Befehle, Daten und Adressen werden binär kombiniert, Schaltwerke im Steuerwerk sorgen für Dekodierung
- Operationsprinzip des minimalen Speicheraufwandes (Minimal-Hardware) eine Speicherzelle wird durch eine Adresse bestimmt Inhalt kann: Befehl, neue Adresse oder Datenwert sein bei Operation spielt es keine Rolle, was Inhalt der Speicherzelle ist Interpretation des Inhalts erfolgt durch Zustand, in der sich Maschine gerade befindet
- Problematik der Minimal-Hardware Engpass in bestimmten Situationen, da jedes Speicherlement, Befehl oder Datum über den gleichen Bus transferiert werden muss Beispiel: Iteration (Wenn Datenfeld (Vektor und Matrix) bearbeitet werden soll) alle Werte müssen nacheinander in in das Datenfeld in das Rechenwerk gebracht werden gleichzeitig sind die notw. Befehle interativ in das Steuerwerk zu laden dies geschieht auf demselben Transportmedium in gemischter Folge Und hinzu kommt der Aufwand der Interpretation dieser Befehle, die Indexoperationen und Adressberechnungen
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