Übersicht
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- Definition
- Intro Rechnerarchitektur 00:01:05
- Der Rechner als System 00:02:56
- Von-Neumann-Rechner – Einführung 00:04:03
- Von-Neumann-Rechner – Speicherwerk I 00:05:00
- Von-Neumann-Rechner – Das Speicherwerk II 00:03:03
- Von-Neumann-Rechner – Das Rechenwerk 00:05:02
- Von-Neumann-Rechner – Das Steuerwerk 00:05:36
- Von-Neumann-Rechner – Kommunikation 00:03:14
- Von-Neumann vs. Harvard 00:02:23
- Allgemeines zum Rechner I 00:02:56
- Allgemeines zum Rechner II 00:02:26
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Rechnerarchitektur ist ein Teilgebiet der Technischen Informatik, das sich mit dem Design von Rechnern (Computern) und speziell mit deren Organisation sowie deren externem und internem Aufbau (was ebenfalls mit ‘Rechnerarchitektur’ bezeichnet wird) beschäftigt.
Definition
Gene Amdahl, Gerrit A. Blaauw und Frederick P. Brooks führten 1964 den Begriff Architecture ein, um die gemeinsamen Eigenschaften aller Modelle des IBM System/360 von ihren in Technik, Kapazität und Arbeitsgeschwindigkeit sehr verschiedenen Ausführungen zu unterscheiden. Diese Gemeinsamkeit sollte den Austausch von Rechnerteilen und Programmen bei verändertem Bedarf der Kunden erleichtern.
Es handelte sich also um eine Abstraktion ähnlich dem mathematischen Begriff einer algebraischen Struktur. In ihr wird zum Beispiel die Arithmetik durch die Regeln für Reihung und Vertauschung von Operanden oder die Auflösung von Klammern so abstrahiert, dass sie für verschiedene Grundmengen und Verknüpfungen, wie zum Beispiel die natürlichen Zahlen mit der Addition oder Mengen mit der Vereinigung gilt.
Das Wort Abstraktion vermieden die Autoren, indem sie in einer Fußnote eine Definition durch Aufzählung versuchten: „The term architecture is used here to describe the attributes of a system as seen by the programmer, i.e. the conceptual structure and functional behaviour as distinct from the organisation of the data flow and controls, the logical design and the physical implementation.“
Spätere Autoren wie Peter Stahlknecht und Ulrich Hasenkamp haben diese Aufzählung detailliert, ergänzt und verändert, darüber aber den Aspekt der Gemeinsamkeit und Abstraktion aus den Augen verloren. So büßte der Begriff Rechnerarchitektur seinen wesentlichen Charakter ein und wurde zum anspruchsvollen Schlagwort für beliebige Entwürfe. de.wikipedia.org
Intro Rechnerarchitektur 00:01:05
Hallo! Du weißt schon einiges über Computer, hast aber keine Ahnung, wie dein Rechner eigentlich aufgebaut ist?
https://studyflix.de/informatik/intro-rechnerarchitektur-767
Der Rechner als System 00:02:56
Dich interessiert, was die von-Neumann-Architektur ist und wieso sie noch heute Anwendung findet?
https://studyflix.de/informatik/von-neumann-rechner-einfuhrung-772
Von-Neumann-Rechner – Einführung 00:04:03
Dich interessiert, was die von-Neumann-Architektur ist und wieso sie noch heute Anwendung findet?
https://studyflix.de/informatik/von-neumann-rechner-einfuhrung-772
Von-Neumann-Rechner – Speicherwerk I 00:05:00
Dein PC enthält all deine Daten und lädt all deine Spiele. Aber wie macht er das?
https://studyflix.de/informatik/von-neumann-rechner-speicherwerk-i-773
Du weißt bereits einiges über das Speicherwerk und möchtest nun genaueres über den RAM deines PC wissen?
https://studyflix.de/informatik/von-neumann-rechner-speicherwerk-ii-774
Von-Neumann-Rechner – Das Rechenwerk 00:05:02
Du hast von Begriffen wie Takt und Mikroprogramm schon gehört, kannst sie aber nicht zuordnen?
https://studyflix.de/informatik/von-neumann-rechner-rechenwerk-775
Von-Neumann-Rechner – Das Steuerwerk 00:05:36
Du hast bestimmt schon mal etwas von „Übertakten“ gehört und vielleicht sogar deinen Prozessor selbst dieser Prozedur unterzogen.
Allgemein betrachtet ist das Steuerwerk so etwas wie das Gehirn des Rechners. Es befehligt alle anderen Komponenten und führt die in einem Programm festgelegten Arbeitsvorgänge durch.
https://studyflix.de/informatik/von-neumann-rechner-steuerwerk-777
Von-Neumann-Rechner – Kommunikation 00:03:14
Damit die verschiedenen Komponenten eines „von-Neumann-Rechners“ richtig funktionieren können, brauchen sie ein Netzwerk, das sie verbindet. Dafür haben sich ein paar schlaue Köpfe im 20. Jahrhundert etwas ausgedacht. Um die räumlich getrennten Teile eines PCs zu verknüpfen, erfanden sie das sogenannte Buskonzept. Dieses Konzept ermöglicht die Übertragung von Bitwerten über Leitungen, indem die binäre null als geringe Spannung und die binäre eins als hohe Spannung codiert wird.
https://studyflix.de/informatik/von-neumann-rechner-kommunikation-778
Von-Neumann vs. Harvard 00:02:23
Auch wenn die von-Neumann-Architektur meist bevorzugt wird, gibt es noch eine weitere oft genutzte Möglichkeit einen Computer aufzubauen: Die Harvard Architektur.
Die von-Neumann Architektur ist zwar in den meisten Rechnern Standard, hat aber auch Nachteile, vor allem den sogenannten von-Neumann-Flaschenhals. Diesen umgeht die Harvard-Architektur, wodurch allerdings die Hardwarekosten steigen.
Allgemeines zum Rechner I 00:02:56
Was macht eigentlich dein Betriebssystem und wozu musst du immerzu Millionen von Treiber installieren?
Die Grundbestandteile deines Rechners. Die Hardware bildet das Fundament, auf dem alles Weitere aufbaut.
https://studyflix.de/informatik/allgemeines-zum-rechner-i-776
Allgemeines zum Rechner II 00:02:26
Bis jetzt besteht unsere Rechner nur aus einem Betriebssystem und der Hardware. Damit wir aber auch etwas mit diesem System anfangen können, brauchen wir eine Grafische Oberfläche. Diese liefert uns das sogenannte Graphical User Interface, kurz GUI.
https://studyflix.de/informatik/allgemeines-zum-rechner-ii-780
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