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Die CPU
Der Aufbau einer CPU lässt sich in mehrere Funktionsgruppen gliedern:
Die Busschnittstelle (BU=Bus Unit) bildet die Verbindung zur Außenwelt, d.h. dem Daten-,
Adress- und Steuerbus. Sie liest Befehle und Daten aus dem Speicher in die Prefetch Queue, die
diese an die Befehlseinheit (IU = Instruction Unit) weitergibt. Die Befehlseinheit steuert die Ausführungseinheit
(EU=Execution Unit) an, die für die Datenverarbeitung zuständig ist und zu
diesem Zweck eine Steuereinheit (CU=Control Unit), eine arithmetische und logische Einheit
(ALU=Arithmetic
Logical Unit) und verschiedene Register umfasst. Die Steuereinheit überwacht
die Register sowie die ALU , um einen reibungslosen Ablauf zu gewährleisten. Die Adressierungseinheit
(AU=Adressing Unit) besitzt häufig noch eine Speicherverwaltungseinheit (MMU=Memory Management Unit).
Der Mikroprozessor kann über den Datenbus Daten aus dem Speicher lesen oder in den Speicher schreiben.
Die auszulesende oder zu beschreibende Speicherzelle wird dabei über eine
Adresse angesprochen, die der Prozessor in der Adressierungseinheit berechnet und über den Adressbus
an die Speicherbausteine übermittelt. Das Lesen und Schreiben erfolgt dabei über
die Busschnittstelle. Hierzu gibt diese die Adresse und die zu schreibenden Daten aus, bzw. liest die
zu lesenden Daten ein. In gleicher Weise wird der Speicher adressiert, um einen Befehl
zu lesen, nur wandern die gelesenen Daten in die Prefetch Queue und nicht in eines oder mehrere der
Register der Ausführungseinheit. Die Befehlseinheit liest den Befehl aus der Prefetch
Queue, dekodiert ihn und reicht den dekodierten Befehl an die Ausführungseinheit weiter.
So wie der in einem Auto eingebaute Motor die Fahrleistung bestimmt, ist der Prozessor unmittelbar für
die Leistung des Rechners verantwortlich. Der Prozessor selbst ist ein flaches
Bauteil, das - je nach Typ - mit einer Vielzahl von kleinen Füßchen auf der Hauptplatine festgelötet
ist oder an seiner Unterseite eine große Anzahl von kleinen Stiften aufweist, mit denen es
in einen speziellen Sockel gesteckt wird.
Die folgende Grafik zeigt die wesentlichen Unterscheidungsmerkmale dieser Systeme.
