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Schule > Informatik > Betriebssysteme und Software > Aufbau und Funktionsweise des Von-Neumann-Rechners

Vortrag: Von- Neumann- Rechner

Gliederung:
Geschichtliches
Prinzipien des Von-Neumann-Rechners
Aufbau
Funktionsweise
Quellen
1. Geschichtliches
1.1. John von Neumann
János Neumann ( Johann von Neumann (D) ( John v. Neumann (USA)
geb. 28.12.1903 Budapest (Ö/U)
Chemie-Ingenieur, Mathematiker, Physiker
1 Vater der Informatik ( Pionierleistung in Rechnerarchitektur
gest. 08. Februar 1957 Washington
1.2. Von-Neumann-Rechner
nach J. v. Neumann benannt
ein Computer, in dem Daten u. Programm binär codiert im selben Speicher liegen
Abweichung festgelegter Reihenfolge gespeicherter Anweisungen durch Sprungbefehle
beschrieb dieses Prinzip 1945 im „First Draft of a Report on the EDVAC“
( zunächst unveröffentlicht, aber Kursierung in wirtschaftl. Kreisen
fast alle modernen Rechner beruhen auf dieser Idee
2. Die Prinzipien
Bestandteile: Speicher, Leitwerk, Rechenwerk, Ein- und Ausgabegeräte
Abhängigkeit der Struktur von unterschiedlichen Problemlösungen
( austauschbare Speicherinhalte ( Beschreibung verschiedener Lösungen (= speicherprogrammierbar)
Ablegen von Daten und Programmen im Speicher
Register (Speicher, fortlaufend nummerierte, gleichgroße Zellen)
Programm = Folge von Anweisungen, gespeicherte Ausführungsreihenfolge, Abweichung durch Sprungbefehle
3. Teile
Ein- u. Ausgabegeräte
CPU
* Steuerwerk
* Rechenwerk
Speicherwerk
Bussystem
3.1. Ein-und Ausgabegeräte

Peripheriegeräte
Aufgabe: zu verarbeitenden Daten von Außenwelt in CPU( interner Speicher, Steuerwerk, Rechenwerk) zu übertragen bzw. Ergebnisse der Verarbeitung wieder in die Außenwelt zu transportieren
Eingabegeräte: Maus, Tastatur
Ausgabegeräte: Bildschirm, Drucker
3.2. CPU
= central processing unit ( zentrale Verarbeitungseinheit
= zentrale Prozessor eines Computers
Bestandteile: Steuerwerk, Rechenwerk
Verbindung durch Busse
3.3. Steuerwerk
Auch Leitwerk
Kern des Mikroprozessors
Hier befinden sich Befehlsregister und Befehlscodes
Aufgabe: Abarbeiten seines Programms
3.4. Rechenwerk
oder Operationswerk
ist Schaltwerk
Aufgabe: Ausführung der Maschinenbefehle eines Computerprogramms
3.5. Speicherwerk
Interner u. peripherer
Peripherer ( außen
Interner ( Besteht aus eigentlichem Speicher (RAM) und Speicherlogik (Northbridge)
3.6. Bussystem
Internes und externes
Intern: Datenaustausch innerhalb CPU (zwischen Rechen- und Steuerwerk)
Extern: Datenaustausch außerhalb CPU ( CPU u. Hauptspeicher bzw. CPU u. Peripheriegeräte)
Besteht aus: Adressbus, Datenbus, Steuerbus
Adressbus: selektiert Komponenten
Datenbus: übermittelt Daten
Steuerbus: übernimmt Verwaltungsfkt. z.B. Umschalten von Lesen auf Schreiben
4. Die Funktionsweise

Daten speichern:
1. Adresse zum Adressbus schicken
2. Datentransfer auf Datenbus
3. Aktivierung der Schreibleitung im Steuerbus

Daten lesen:
1. Adresse an Adressbus senden
2. Leseleitung im Steuerbus aktivieren
3. Daten dem Datenbus entnehmen

Daten eingeben:
1. Eingabeadresse auf Adressbus erstellen
2. Aktivierung der Eingabeleitung im Steuerbus
3. Daten vom Datenbus übernehmen

Daten ausgeben:
1. Ausgabeadresse auf Adressbus generieren
2. Daten an Datenbus senden
3. Aktivierung der Ausgabeleitung im Steuerbus
5.Quellen

Internet:
www.google.de
www.wikipedia.de
www.schule.bremen.de/schulen/vegesack/kurse11/inf17/Neumann/NEUMANN2.HTM

Bücher:
Informatik-Buch

Software:
Universal Lexikon 2003
©1999, 2000, 2001 WISSEN digital Software Verlags GmbH, München

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