2.1.3.1.2 Rechenwerk

[gesichtete Version]

Version vom 29. August 2013, 19:06 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.

YouTube

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Med. : Arbeitsweise des Rechenwerks (02:26)

http://youtu.be/Zsreix2gLkc

CC-BY

Das Bild der CPU vervollständigt sich langsam:

Abb. : Rechenwerk mit ALU

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.

Abb. : Funktionen des Rechenwerks, die vom Steuerwerk in Auftrag gegeben werden können

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.

Abb. : Statusbits des Rechenwerks, die vom Steuerwerk ausgewertet werden können

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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 Das folgende Video erläutert die Arbeitsweise des Rechenwerks, insbesondere auch die Zusammenarbeit mit dem Steuerwerk.
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 Das Bild der CPU vervollständigt sich langsam:
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