Aug 26 2011

Die Zentraleinheit

DAA WI 05.11.10

Die Zentraleinheit

Die CPU (engl. Central-Processing-Unit/dt. Zentraleinheit) ist der Kern jedes Computers. Denn nur die CPU verarbeitet Befehle*.  *(Anm. In einem Computer können auch mehrere CPUs sein, neuerdings werden die hochkomplexen und programmierbaren Grafikkartenprozessoren mit in die Datenverarbeitung -auch außerhalb reiner Darstellungsroutinen- einbezogen.)

CPUs sitzen in Sockeln auf dem Mainboard/der Hauptplatine und müssen durch Kühlsysteme ihre thermische Verlustleistung ableiten können. Die Leistung einer CPU wird in zwei Größen gemessen. Nämlich vorrangig ihrer Taktfrequenz, nachrangig nach ihrer Komplexität die in der Zahl ihrer Transistoren gemessen wird. Dies macht auch Sinn, da es gegenüber den heute üblichen CISC-Prozessoren auch RISC-Prozessoren mit teilweise enormen Taktraten gab/gibt, welche jedoch weniger effektiv arbeiten.  RISC steht für Reduced Instruction Set Commands. Solche Architekturen kennen nur wenige Befehle die meist in einem Takt abgearbeitet werden können. Sie bestehen aus weniger Transistoren als ein CISC System mit Complex Instruction Set Commands, welches auch anspruchsvollere Aufgaben mit seinen hochwertigeren Befehlvorrat lösen kann – jedoch dafür dann mehrere Takte benötigt.

Arbeitsweise der CPU

Innerhalb der CPU gibt es eine Anzahl von Verwaltungen. So bestimmt das Steuerwerk (CU Control Unit)die Befehlsfolge, der Taktgeber die Ausführungsgeschwindigkeit. Das Steuerwerk holt außerdem die Daten und Befehle aus dem Speicher und gibt sie an das Rechenwerk (ALU Arithmetik Local Unit) weiter. Die ausgeführten Operationen unterscheiden sich in arithmethische Operationen, Verknüpfungen nach den Regeln der Boole’schen Algebra, Vergleiche sowie Umformungs, Verschiebe- und Rundungsoperationen. Die Einteilung der Befehlsarten erfolgt dabei in

  • arithmetische Befehle
    (z.B. Addition)
  • logisch Befehle
    (z.B. Vergleich von Daten zur Entscheidungsfindung)
  • Transportbefehle
  • Eingabebefehle
  • Ausgabebefehle

 

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