Prozessor Von Colin Sprenger Mischa Lehner und Siril

Prozessor Von Colin Sprenger, Mischa Lehner und Siril Joho

• Die Geschichte des Prozessors § § § 1930 er 1940 er 1950 er 1070 er 1980 er 2000 er • Funktionsweise/Aufbau Ablauf § Busse § Register § Speicherverwaltung/Cache/ Speicherzelle § Adressleitung/Datenleitung § Untereinheit § Dekodierung § Befehlszähler § Steuerwerk § Zustandsflag § Transistor § Verzweigungsbefehle § MUX/Multiplexer § DEMUX/Demultiplexer § Schema eines Prozessors § 10 Schritte bis Prozessende

Die Geschicht e des Prozessor s

• Rechenwerk aus Relais • Relais betrieben von magnetischer Energy • Zuse Z 3 erster funktionierender Rechner weltweit • Standarts langsame und störungsanfällige Rechner 1930 er

1940 er • Baujahr des ENIAC • Electronic Numerical Integrator and Computer • Zu Deutsch: Elektronischer numerischer Integrator und Computer • Erster universeller Rechner • Gebraucht von USArmee für balistische Tabellen • Bis zu 10 m lang • Schneller und weniger Störungsanfälle • Hauptspeicher und CPU-Register auf Magnettrommel

1950 er • Erste Erwähnung der CPU • Transistor als Stromleiter • Wichtigstes aktive Bestandteil • Transistoren ermöglichten Mikroelektronik • Englisches Kofferwort: transfer resistor • Entspricht steuerbarem elektrischem Widerstand

• Zwangs Integration von allen Funktionen auf Prozessor • Mikroprozessor entsteht • Schlechtes Feedback über Mikroprozessor 1970 er

• Entstehung des Coprozessors im Hauptprozessor 1980 er

• Entstehung des Grafikprozessor im Hauptprozessor 2000 er

Funktionsweise n und Aufbau

• Der Steuerbus ist zuständig, dass Aufgaben des Buses funktionieren • Er ist das Betriebssystem des Bussystem • Adressbus überträgt Speicheradressen • Datenbus überträgt Daten Busse • Überträgt mit Punkt zu Punkt System(kann nur in eine Richtung übertragen)

Befehlsregist er • Auch Programmregister • Englisch: Instruction Register • Speichereinheit und ein Teil der Steuereinheit • Empfängt Programmbefehle und speichert sie in einem Zwischenspeicher

• Auch Zustandsregister oder Programmstatuswort oder Flagregister • Eng. Condition code register or program statusword • Zeigen den Status der zuletzt durchführten Rechenoperation Statusregister

• Speicherverwaltung § Hierarchie § 64 -bit Architektur ist 64*64 Bit gross § Im Betriebssystem integriert § Weist Prozessen Speicherplatz zu • Cache Speicherverwaltung / Cache/Speicherzell § Schneller Speicher § Kleine Speicherkapazität § Puffer zwischen Arbeitsspeicher und Prozessor § Beschleunigt häufig verwendete Programme • Speicherzelle § § RAM HDD SSD M. 2 SSD

• • Funktionseinheiten ALU Register Busse Cache Speicherverwaltung Steuerwerk Rechenwerk Dekodierung: § Entschlüsselung von Nachrichten

• Entschlüsselung von Nachrichten Dekodierung

• Auch Programmzähler • eng. Programcounter • Spezielles Register innerhalb eines Hauptprozessors • Ladet Befehle Befehlszähler

Steuerwerk • Auch Programmsteuerwerk oder Leitwerk • Eng. Control Unit • Steuert den Ablauf der Befehlsbearbeitung • Sendet und empfängt Steuersignale von Funktionseinheiten

Zustandsflag • Auch Programmsteuerwerk oder Leitwerk • Eng. Control Unit • Steuert den Ablauf der Befehlsbearbeitung • Sendet und empfängt Steuersignale von Funktionseinheiten

• Gehirnzellen der Prozessoren • Binär Code stellt eine 1 oder eine 0 dar • Äussere Schicht Kollektor und Emitter genannt • Mittlere Schicht sehr dünn • N=Neutronenschicht • P=Protonenschicht Transistor/PNP /NPN • Neutronenschicht besteht aus Silizium und Arsen Atomen • Protonenschicht besteht aus Silizium und Gallium Atomen • Schwellwert von 0, 6 – 0, 7 Volt

• Programmierung ohne Programmabschnitt • Bedingung+Codeabschnitt= bedingte Anweisung Verzweigungsbefehl e

• Schaltet parallele Signale auf serielle Signale • Mehrere Eingänge • Ein Ausgang MUX

• Schaltet serielle Signale auf parallele Signale • Eingang • Mehrere Ausgänge • Digitale Signale bestimmen den Ausgang DEMUX

Schema eines Prozessors

10 Schritte bis Prozessende