2.1.3.1.2 Rechenwerk
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<loop_area type="definition">'''Definition: Rechenwerk'''< | <p> | ||
Damit ist sofort ersichtlich, dass eine Verbindung zwischen Steuerwerk und Rechenwerk exitieren 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.< | <loop_area type="definition">'''Definition: Rechenwerk''' | ||
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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).</loop_area> | |||
Damit ist sofort ersichtlich, dass eine Verbindung zwischen Steuerwerk und Rechenwerk exitieren 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. | |||
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Das folgende Video erläutert die Arbeitsweise des Rechenwerks, insbesondere auch die Zusammenarbeit mit dem Steuerwerk. | Das folgende Video erläutert die Arbeitsweise des Rechenwerks, insbesondere auch die Zusammenarbeit mit dem Steuerwerk. | ||
<p><loop_media type="video" title="Arbeitsweise des Rechenwerks (02:26)" description="http://youtu.be/Zsreix2gLkc" copyright="CC-BY" index=true show_copyright=true>{{#ev:youtube|Zsreix2gLkc}}</loop_media></p> | </p> | ||
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Das Bild der CPU vervollständigt sich langsam: | Das Bild der CPU vervollständigt sich langsam: | ||
<p><loop_figure title="Rechenwerk mit ALU" description="" copyright="" index=true show_copyright=false>[[Datei:Cpu4.jpg|700px]]</loop_figure></p> | </p> | ||
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Wie im Video erläutert, kann das Steuerwerk eine Reihe von Funktionen beim Rechenwerk in Auftrag geben. Diese Funktionen sind u.a.: | 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) | * Addition der Operanden (A + B) | ||
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* Vergleich von A und B (bitweise) | * Vergleich von A und B (bitweise) | ||
* etc. | * etc. | ||
<p><loop_figure title="Funktionen des Rechenwerks, die vom Steuerwerk in Auftrag gegeben werden können" description="" copyright="" index=true show_copyright=false>[[Datei:Cpu5.jpg|700px]]</loop_figure></p> | </p> | ||
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<loop_figure title="Funktionen des Rechenwerks, die vom Steuerwerk in Auftrag gegeben werden können" description="" copyright="" index=true show_copyright=false>[[Datei:Cpu5.jpg|700px]]</loop_figure> | |||
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Ebenfalls im Video erläutert wurden die '''Statusbits''' ('''Flags'''), die vom Rechenwerk als Ergebnis jeder Operation an das Steuerwerk übermittelt werden. Diese sind u.a: | 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?) | * War letztes Ergebnis gleich Null? (ACC = 0?) | ||
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* Gab es einen Überlauf? | * Gab es einen Überlauf? | ||
* etc. | * etc. | ||
<p><loop_figure title="Statusbits des Rechenwerks, die vom Steuerwerk ausgewertet werden können" description="" copyright="" index=true show_copyright=false>[[Datei:Cpu6.jpg|700px]]</loop_figure></p> | </p> | ||
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<loop_figure title="Statusbits des Rechenwerks, die vom Steuerwerk ausgewertet werden können" description="" copyright="" index=true show_copyright=false>[[Datei:Cpu6.jpg|700px]]</loop_figure> | |||
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<loop_area type="task">'''Aufgabe 1''' | |||
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In den Beispielen für mögliche Statusbits (Flags) sieht man u.a. ''"Waren beide Operanden gleich?"'' sowie ''"War A kleiner als B?"''. | |||
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Die dritte Variante ''"War A größer als B?"'' muss jedoch nicht vorhanden sein. Warum kann das Steuerwerk auch ohne dieses Statusbit auskommen? | |||
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Version vom 20. September 2013, 23:29 Uhr
Definition
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 exitieren 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.
Das folgende Video erläutert die Arbeitsweise des Rechenwerks, insbesondere auch die Zusammenarbeit mit dem Steuerwerk.
Das Bild der CPU vervollständigt sich langsam:
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.
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
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?
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