Stoffübersicht Rechnertechnik
Schaltungstechnische Grundlagen
Informationen und Signal
Aussagenlogik
Schaltgatter
Termerstellung
Minimierung
Schaltzeiten
Schaltnetze
Schaltungsentwurf: Ignoriert man die Verzögerung von Invertern, so lässt sich jede Schaltfunktion durch eine zweistufige Schaltung aufbauen, wird erreicht durch die direkte implementierung der Disjunktive Normalform
Entwurfsziele:
Minimale Durchlaufzeit
Minimaler Ressourcenverbrauch
Aufbau mit einzelnen Verknüpfungsgliedern
Aufbau mit bestimmten Gattertyp
Aufbau mit adressierenden Bauelementen
Multiplexer Komparatoren
2 Bit
Mehr bit: Entweder Seriell (mehr Zeit) oder per Divide and Conquer aus mehreren 2-Bit Comps (mehr Bauteile)
Rechenschaltungen
Halbaddierer Volladdierer Ripple-Carry-Addierer Paralleladdierer Carry-Look-Ahead-Addierer Carry-Select-Adder Implementierung von Schaltnetzen
Diskreter Aufbau durch ICs (Integrated Components)
ICs sind kleine Steckteile die meist mehrere Gatter eines Typs enthalten
Lassen sich auf Breadboards, Platinen usw. stecken bzw. löten
Programmierbare Bausteine: Speicher
Komplexe Funktionen können auch als Speicherinhalt implementiert werden
Programmable Logic Arrays (PLAs)
Auch wieder komplexe Funktionen die diskret nicht aufgebaut werden können
Matrix aus UND- und ODER-Schaltungen bei denen Verbindungen je nach belieben gemacht werden können
ASIC Full-Custom-Design (Application Specific IC)
Direkte Implementierung über Transistorschaltungen
Extrem aufwändig
Kippschaltungen
Schaltwerke
Elementare Rechnerarchitektur
Pipelining
Pipeline-Hazards Funktioniert optimal, wenn jede Ressource in jedem Befehl nur einmal und für alle Befehle in der gleichen Phase benutzt wird und wenn alle Befehle die gleiche Anzahl an Phasen haben. Phasen werden durch Register getrennt
Speicher und Speicherhierachie