Abbildungsverzeichnis

Abb. 1: Das Mainboard und die ausgebauten Komponenten
2.1.1 Erstmal aufschrauben
Abb. 2: John von Neumann (um 1940)
2.1.2 Von-Neumann-Rechner
Abb. 3: Von-Neumann-Architektur
2.1.2.1 Von-Neumann-Architektur
Abb. 4: Von-Neumann-Architektur
2.1.3 Komponenten eines Von-Neumann-Rechners
Abb. 5: CPU mit Steuerwerk und Rechenwerk
2.1.3.1 Zentraleinheit / CPU
Abb. 6: Eine einfache Sicht auf die Arbeitsweise des Steuerwerks
2.1.3.1.1 Steuerwerk / Leitwerk
Abb. 7: Steuerwerk mit Befehlszähler und Befehlsregister
2.1.3.1.1 Steuerwerk / Leitwerk
Abb. 8: Eine detailliertere Sicht auf die Arbeitsweise des Steuerwerks
2.1.3.1.1 Steuerwerk / Leitwerk
Abb. 9: Steuerwerk mit Adress- und Datenbus
2.1.3.1.1 Steuerwerk / Leitwerk
Abb. 10: Rechenwerk mit ALU
2.1.3.1.2 Rechenwerk
Abb. 11: Funktionen des Rechenwerks, die vom Steuerwerk in Auftrag gegeben werden können
2.1.3.1.2 Rechenwerk
Abb. 12: Statusbits des Rechenwerks, die vom Steuerwerk ausgewertet werden können
2.1.3.1.2 Rechenwerk
Abb. 13: Speicherwerk mit Bus-System
2.1.3.2 Speicherwerk
Abb. 14: Abbildung zu Aufgabe 2
2.1.3.2 Speicherwerk
Abb. 15: Abbildung zu Aufgabe 4
2.1.3.2 Speicherwerk
Abb. 16: Abbildung zu Aufgabe 4
2.1.3.2 Speicherwerk
Abb. 17: Ein-/Ausgabewerk
2.1.3.3 Ein- / Ausgabewerk
Abb. 18: Gesamtbild eines Von-Neumann-Rechners
2.1.3.4 Gesamtbild eines Von-Neumann-Rechners
Abb. 19: Arbeitsweise des Steuerwerks II
2.1.3.5 Von-Neumann-Zyklus
Abb. 20: Von-Neumann-Zyklus in der Arbeitsweise des Steuerwerks
2.1.3.5 Von-Neumann-Zyklus
Abb. 21: Von-Neumann-Zyklus
2.1.3.5 Von-Neumann-Zyklus
Abb. 22: Gesamtbild eines Von-Neumann-Rechners
2.1.5 Digitale Schaltungen
Abb. 23: Register mit 8 Speicherzellen
2.1.5.1 Aufbau und Arbeitsweise eines Registers
Abb. 24: Aufbau einer einzelnen Speicherzelle
2.1.5.1 Aufbau und Arbeitsweise eines Registers
Abb. 25: Wahrheitstafeln von UND-Gattern mit zwei bzw. drei Eingängen
2.1.5.1 Aufbau und Arbeitsweise eines Registers
Abb. 26: RS-Flip-Flop und die zugehörige Wahrheitstafel
2.1.5.1 Aufbau und Arbeitsweise eines Registers
Abb. 27: Unterschiedliche Gatter
2.1.6 Gatter
Abb. 28: Wahrheitstafel für Gatter
2.1.6 Gatter
Abb. 29: Abbildung zu Aufgabe 6
2.2.1 Vom Quellcode zum Prozessor
Abb. 30: Einfacher Befehlssatz
2.2.2 Befehlssatz
Abb. 31: Von-Neumann-Zyklus
2.2.3.4 Das Adressformat und der Von-Neumann-Zyklus
Abb. 32: Einfacher Befehlssatz
2.2.3.5 Aufgaben & Co. zum Befehlsformat
Abb. 33: Abbildung zu Aufgabe 1
2.2.3.5 Aufgaben & Co. zum Befehlsformat
Abb. 34: Der aktuelle Betrachtungsstand: Nicht mehr als ein einfacher Taschenrechner
2.3 Weitere Komponenten der Computerarchitektur
Abb. 35: Stackregister auf der CPU
2.3.1 Stackregister
Abb. 36: CPU mit Basisregister
2.3.2 Basisregister
Abb. 37: CPU mit Limitregister
2.3.3 Limitregister zum Speicherschutz
Abb. 38: CPU mit Interrupt-Controller
2.3.4 Interrupt-Controller
Abb. 39: Interrupt-Controller im Gesamtbild
2.3.4 Interrupt-Controller
Abb. 40: Abbildung zu Aufgabe 1
2.3.4.3 Quasi-gleichzeitige Ausführung mehrerer Prozesse
Abb. 41: CPU, Interrupt-Controller, Speicherwerk und weitere Controller mit ihren Komponenten
2.3.4.4 Kommunikation mit E/A-Geräten
Abb. 42: Allgemeiner Aufbau eines Controllers
2.3.4.4.1 Allgemeiner Aufbau eines Controllers
Abb. 43: Verschiedene Controller mit eigenen Registersätzen
2.3.4.4.1 Allgemeiner Aufbau eines Controllers
Abb. 44: Vereinfachter Rechner, noch ohne DMA-Controller
2.3.5 DMA-Controller
Abb. 45: Vereinfachter Rechner, mit DMA-Controller
2.3.5 DMA-Controller
Abb. 46: Aufbau eines DMA-Controllers
2.3.5.1 Aufbau und Arbeitsweise eines DMA-Controllers
Abb. 47: DMA-Datentransfer als Schleife
2.3.5.1 Aufbau und Arbeitsweise eines DMA-Controllers
Abb. 48: Daten müssen den Umweg über die CPU nehmen
2.3.5.2 Direkt kann wirklich direkt bedeuten
Abb. 49: Umweg über DMA-Controller
2.3.5.2 Direkt kann wirklich direkt bedeuten
Abb. 50: Aufbau eines DMA-Controllers
2.3.5.2 Direkt kann wirklich direkt bedeuten
Abb. 51: North- und Southbridge als zentrale Verbindungspunkte
2.3.7 Moderne Bussysteme
Abb. 52: Betriebssystem und Anwendungprogramm(e) vermitteln zwischen Benutzer und Hardware
3.1.3 Zwischen Benutzer und Hardware
Abb. 53: 3.1.10 Kernel-Mode, User-Mode und Systemaufrufe
Abb. 54: 3.2.5.2 Prozesskontrollblock unter Linux
Abb. 55: Prozesszustände mit Übergängen
3.2.7 Prozesszustände
Abb. 56: Scheduler und Dispatcher werden bei einem Kontextwechsel aktiv
3.2.10 Scheduling
Abb. 57: Windows 7 Prozessorzeitplanung
3.2.10.2.4 Round Robin
Abb. 58: Windows Server 2008 R2 Prozessorzeitplanung
3.2.10.2.4 Round Robin
Abb. 59: Die im Video gezeigte Seitentabelle
3.3.1.2.1 Einstufige Seitentabellen
Abb. 60: Seitentabelle mit zusätzlicher Spalte für M-Bit
3.3.2.2.2 Das Modifiziert-Bit
Abb. 61: Seitentabelle mit zusätzlicher Spalte für R-Bit
3.3.2.2.3.2 NRU - Not Recently Used Algorithmus
Abb. 62: Geräteverwaltung als Schnittstelle zwischen Peripheriegeräten und Betriebssystem
3.4.1 Rolle der Geräteverwaltung
Abb. 63: Treiber als Mittler zwischen Controller und Geräteverwaltung
3.4.3 Gerätetreiber
Abb. 64: Ein initialisierter Controller
3.4.4.1 Initialisierung des Geräte-Controllers
Abb. 65: Geräte-Manager von Windows 7
3.4.4.2 Gerät dem Betriebssystem bekannt machen
Abb. 66: 'lshw -short' unter Linux
3.4.4.2 Gerät dem Betriebssystem bekannt machen
Abb. 67: Der Treiber als Mittler zwischen Geräteverwaltung und Geräte-Controller
3.4.4.3 Bereitstellen einer Schnittstelle zum Geräte-Controller
Abb. 68: Für jedes Gerät (bzw. Controller) ein eigener Treiber
3.4.4.3 Bereitstellen einer Schnittstelle zum Geräte-Controller
Abb. 69: Ein Interrupt mit seiner zugehörigen Interruptbehandlungsroutine (ISR) unterbricht den Prozess A auf der CPU
3.4.4.4 Interruptbehandlung für ein Gerät
Abb. 70: Der Treiber als Mittler zwischen Geräteverwaltung und Geräte-Controller
3.4.4.5 Bereitstellen einer Schnittstelle zur Geräteverwaltung
Abb. 71: Zwei Volumes auf drei Partitionen unter Windows 7
3.5.5 Von Windows unterstützte Dateisysteme
Abb. 72: Beispiel einer FAT
3.5.5.1 FAT - File Allocation Table
Abb. 73: Clusterspur einer Datei in der FAT
3.5.5.1 FAT - File Allocation Table
Abb. 74: Ein Aufruf von 'ntfsinfo.exe c:' unter Windows 7
3.5.5.2 NTFS - New Technology File System
Abb. 75: Um diese Komponente geht es in dieser Aufgabe
4.1 Aufgaben zum Kapitel Vom Anwender zur digitalen Schaltung
Abb. 76: Flip-Flop
4.1 Aufgaben zum Kapitel Vom Anwender zur digitalen Schaltung
Abb. 77: Um diese Komponente geht es in dieser Aufgabe
4.1 Aufgaben zum Kapitel Vom Anwender zur digitalen Schaltung
Abb. 78: Abbildung zu Aufgabe 1
4.2 Aufgaben zum Kapitel Prozessoren und ihre Befehle
Abb. 79: Ein Interrupt mit seiner zugehörigen Interruptbehandlungsroutine (ISR) unterbricht den Prozess A auf der CPU
4.7 Aufgaben zum Kapitel Geräteverwaltung