2.3.4.4 Kommunikation mit E/A-Geräten

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Aktuelle Version vom 9. November 2020, 18:54 Uhr

Im bisherigen Verlauf dieses Moduls sind bereits viele Beispiele gezeigt worden, bei denen das Steuerwerk der CPU mit Registern oder dem Hauptspeicher kommuniziert. Da ein Computer aber noch weitere Komponenten besitzt, muss auch die Kommunikation der CPU mit den sogenannten Peripheriegeräten möglich sein.

Peripheriegeräte sind beispielsweise:

Festplatte
Monitor
Maus
Tastatur
etc.

Genaugenommen kommuniziert die CPU dann nicht direkt mit diesen Komponenten, sondern mit einem Controller, der speziell für die betreffende Komponente zuständig ist.

Abb. 41: CPU, Interrupt-Controller, Speicherwerk und weitere Controller mit ihren Komponenten

CC-BY

So geht es weiter:

Gliederung

2.3.4.4 Kommunikation mit E/A-Geräten

2.3.4.4.1 Allgemeiner Aufbau eines Controllers

2.3.4.4.2 Zeit und Kosten machen den Unterschied

2.3.4.4.3 Datentransfer und Interrupts

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-Im bisherigen Verlauf dieses Moduls sind bereits viele Beispiele gezeigt worden, bei denen das Steuerwerk der CPU mit Registern oder dem Hauptspeicher kommuniziert. Da ein Computer aber noch weitere Komponenten besitzt, muss auch die Kommunikation von CPU mit diesen weiteren Komponenten möglich sein.
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+Im bisherigen Verlauf dieses Moduls sind bereits viele Beispiele gezeigt worden, bei denen das Steuerwerk der CPU mit Registern oder dem Hauptspeicher kommuniziert. Da ein Computer aber noch weitere Komponenten besitzt, muss auch die Kommunikation der CPU mit den sogenannten <loop_index id="5fa97866009e2">Peripheriegerät</loop_index>Peripheriegeräten möglich sein.
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-Mögliche Komponenten sind:
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+Peripheriegeräte sind beispielsweise:
 * Festplatte
 * Monitor
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 * Tastatur
 * etc.
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-Genaugenommen kommuniziert die CPU dann nicht direkt mit diesen Komponenten, sondern mit einem Controller, der speziell für die betreffende Komponente zuständig ist.
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+Genaugenommen kommuniziert die CPU dann nicht direkt mit diesen Komponenten, sondern mit einem <loop_index id="5fa97866009e7">Controller</loop_index>Controller, der speziell für die betreffende Komponente zuständig ist.
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-Ein entscheidender Unterschied bei der Kommunikation zwischen dem Steuerwerk und Registern, Hauptspeicher sowie den Controllern der weiteren Komponenten besteht in der dafür benötigten Zeit.
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+<loop_figure title="CPU, Interrupt-Controller, Speicherwerk und weitere Controller mit ihren Komponenten" description="" copyright="CC-BY" index=true show_copyright=true id="5fa97866009ea">[[Datei:Vnrgesamt2.jpg|700px]]</loop_figure>
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-Die Kommunikation zwischen Steuerwerk und Registern ist mit Abstand am schnellsten möglich. Beides ist auf der CPU angesiedelt, die Wege sind kurz und effizient ausgebaut. Nachteilig ist lediglich, dass alle Register der CPU zusammen nur recht wenig Speicherplatz bieten. Dies liegt an entsprechend hohen Kosten, welche die Integration (vieler) weiterer Register auf der CPU nach sich ziehen würde.
-<loop_area type="annotation">'''Wunschvorstellung'''<br />
-Wäre es nicht ideal, wenn alle Programme und Daten, die du normalerweise auf deiner Festplatte gespeichert hast, direkt in Registern der CPU abgelegt wären? Du bräuchtest dann weder Festplatte noch Hauptspeicher und dein System würde konkurrenzlos schnell arbeiten!
-Du kannst dir ausmalen, dass das technisch nicht möglich ist, oder?
-</loop_area>
-Die Kommunikation zwischen Steuerwerk und Hauptspeicher ist - verglichen mit den Registern - bereits deutlich langsamer, jedoch immer noch recht schnell. Der Hauptspeicher bietet auch deutlich mehr Platz als die Menge der CPU-Register. Nachteilig ist hier, dass der Inhalt des Hauptspeichers verloren geht, sobald der betreffende Computer ausgeschaltet wird.
-Abhilfe schafft bei diesem Nachteil beispielsweise die Festplatte. Sie bietet üblicherweise deutlich mehr Speicherplatz als der Hauptspeicher und kann ihre Daten zudem dauerhaft (also auch über ein Ausschalten und einen Neustart des betreffenden Rechners hinaus) speichern. Leider ist die Kommunikation zwischen CPU und Festplatten-Controller erheblich langsamer als zwischen CPU und Hauptspeicher.
-Gleiches gilt auch für die Kommunikation zwischen der CPU und allen weiteren Controllern der sonstigen Komponenten: Es ist langsam.
-Das folgende Video erläutert die Bedeutung von Interrupts bei der Kommunikation zwischen CPU und Ein- / Ausgabegeräten.
-<p><loop_media type="video" title="Platzhalter-Video" description="Bald erscheint hier der geplante Inhalt..." copyright="CC-BY" index=true show_copyright=true>{{#ev:youtube|kSQJPIWzd5U}}</loop_media></p>
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-<sub>Diese Seite steht unter der [http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/deed.de Creative Commons Namensnennung 3.0 Unported Lizenz] [http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/deed.de http://i.creativecommons.org/l/by/3.0/80x15.png]
+== So geht es weiter: ==
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+<loop_area type="arrangement"><loop_toc> </loop_toc></loop_area>
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