2.1.3.1.2 Rechenwerk
Ein weiterer Bestandteil der CPU ist das Rechenwerk:
Definition: Rechenwerk
Das Rechenwerk ist ein Bestandteil der CPU und führt vom Steuerwerk in Auftrag gegebene Berechnungen durch. Der Hauptbestandteil des Rechenwerks ist die ALU (arithmetic-logical Unit, arithmetisch-logische Einheit).
Damit ist sofort ersichtlich, dass eine Verbindung zwischen Steuerwerk und Rechenwerk existieren muss. Diese Verbindung ist bidirektional, d.h. das Steuerwerk gibt über entsprechende Steuerleitungen eine zu berechnende Funktion in Auftrag und das Rechenwerk liefert den Status der Berechnung, die sogenannten Flags, an das Steuerwerk zurück.
Arbeitsweise des Rechenwerks
Das folgende Video erläutert die Arbeitsweise des Rechenwerks, insbesondere auch die Zusammenarbeit mit dem Steuerwerk.
Das Bild der CPU vervollständigt sich langsam:
Vom Rechenwerk bereitgestellte Funktionen
Wie im Video erläutert, kann das Steuerwerk eine Reihe von Funktionen beim Rechenwerk in Auftrag geben. Diese Funktionen sind u.a.:
- Addition der Operanden (A + B)
- Subtraktion (A - B)
- Multiplikation (A * B)
- Konjunktion (logisches UND, bitweise)
- Disjunktion (logisches ODER, bitweise)
- Vergleich von A und B (bitweise)
- etc.
Flags
Ebenfalls im Video erläutert wurden die Statusbits (Flags), die vom Rechenwerk als Ergebnis jeder Operation an das Steuerwerk übermittelt werden. Diese sind u.a.
- War letztes Ergebnis gleich Null? (ACC = 0?)
- Waren beide Operanden gleich? (A = B?)
- War A kleiner als B? (A < B?)
- Gab es einen Überlauf?
- etc.
Aufgabe 1
In den Beispielen für mögliche Statusbits (Flags) sieht man u.a.
"Waren beide Operanden gleich?" sowie
"War A kleiner als B?".
Die dritte Variante "War A größer als B?" muss jedoch nicht vorhanden sein. Warum kann das Steuerwerk auch ohne dieses Statusbit auskommen?