Mikroprozessortechnik und Rechnerstrukturen by Thomas Flik

By Thomas Flik

Dieses Buch behandelt den Entwurf und die Programmierung von Rechnersystemen auf der foundation von Mikroprozessoren. Themenschwerpunkte sind: - CISC- und RISC-Prinzipien heutiger skalarer, superskalarer und VLIW-Prozessoren, - Strukturen von Einbus- und Mehrbussystemen sowie von Einprozessor- und Mehrprozessorsystemen, basierend auf Bridges und Hubs, - Optimierung des Speicherzugriffs in Abh?ngigkeit moderner synchroner DRAM- und SRAM-Technologien und unter Einbeziehung von Caches und Speicherverwaltungseinheiten, - Techniken der Ein-/Ausgabeorganisation einschlie?lich der Beschreibung g?ngiger Schnittstellen, paralleler und serieller Peripherieverbindungen und Hintergrundspeichern, - Zusammenschaltung von Rechnern und Ger?ten in Rechnernetzen mit besonderer Ber?cksichtigung der Datenkommunikation. Erg?nzt werden diese hardware-orientierten Ausf?hrungen durch Programmiertechniken in Assembler und C und deren Kombination. Dabei werden unterschiedliche Compiler- und Betriebssystemumgebungen betrachtet. In der 7. Auflage wurden umfangreiche Aktualisierungen vorgenommen und insbesondere die Abschnitte ?ber moderne Prozessorarchitekturen, ?ber Systemaufbau und Systemstrukturen von Rechnern sowie ?ber periphere Punkt-zu-Punkt-Verbindungen und Peripheriebusse neu bearbeitet und erweitert. Das Buch ist sowohl als Lehrbuch f?r Studierende als auch als Nachschlagewerk f?r Dozenten und Praktiker angelegt.

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4 beschreiben wir dann RlSC-spezifische Struktur- und Programmieraspekte; dabei beziehen wir uns auf eineti 32-Bit-Prozessor. Dementsprechend wird dort, wie bei 32-BitProzessoren üblich, das 32-Bit-Datenformat als Wort bezeichnet. 1 Übersicht über die Hardwarekomponenten Ein Mikroprozessorsystem besteht aus Hardwarekomponenten mit im Prinzip drei unterschiedlichen Funktionen: dem eigentlichen Mikroprozessor zum Verarbeiten von Rechengrößen durch ein Programm, dem Hauptspeicher (Arbeitsspeicher) zum Speichern der Rechengrößen und zum Speichern von Programmen und einer oder mehreren Ein-/Ausgabeeinheiten, iiber die Daten von den Peripheriegeräten (Ein-/Ausgabegeräten und Hintergrundspeichern) eingelesen und an sie ausgegeben werden.

Gleichzeitig wird dieses Register als Ziel für das Ergebnis benutzt, so daß der ursprünglich im Akkumulator gespeicherte Operand damit überschrieben wird. Die Adresse des Akkumulators wird dabei im Befehl nicht explizit angegeben, sondern ist implizit im Operationscode enthalten (implizite Adressierung); außerdem fallen durch die Doppelfunktion des Akkumulators zwei Adressen zusammen (überdeckte Adressierung). Im Befehl wird neben dem Operationscode lediglich die Quelladresse des zweiten Operanden als Speicheradresse angegeben.

Der Impulsabstand t errechnet sich damit zu t = (0,48-ZEITK+0,76) jiis. Daraus ergibt sich der Wert von ZEITK und damit die Anzahl der inneren Schleifendurchläufe zu ZEITK = (t-0,76)/0,48 = 10415. Maschinencode-Darstellung. Unter Zugrundelegung unserer Befehlsformate wollen wir das symbolische Programm in seine maschineninterne Form, den Maschinencode, übersetzen. Der Maschinencode ist die Darstellung, in der ein Programm und seine Daten im Hauptspeicher vorliegen und die vom Mikroprozessor unmittelbar interpretiert werden kann.

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