Damit der Rechner ein Programm ausführen kann, muss man die Programmschritte über die Tastatur eingeben. Die einzelnen Befehle werden im Arbeitsspeicher abgelegt. Der gesamte Programmablauf wird durch das Steuerwerk organisiert. Das Steuerwerk interpretiert die einzelnen Befehle und veranlasst die entsprechenden Aktionen.
Die eigentlichen Rechenaktionen werden vom Rechenwerk ausgeführt. Das Rechenwerk addiert, subtrahiert, multipliziert, dividiert und vergleicht Daten. Damit Zwischenergebnisse nicht jedes mal in den Hauptspeicher geschrieben werden müssen, kann die CPU sie in ihren Registern speichern.
Eine Rechenanlage lässt sich funktionell gliedern in Zentraleinheit und periphere Geräte. Die Zentraleinheit (CPU = Central Processing Unit) besteht aus einem Arbeitsspeicher, dem Leitwerk und dem Rechenwerk. Steuerwerk und Rechenwerk zusammen nennt man Prozessor.
Der Prozessor ist ein intelligenter Mikrochip, der in hohem Maße
programmiert werden kann. z.B.
4004: (1971) erster INTEL Microprocessor für Taschenrechner
8008: (1972) doppelte Taktfrequenz
8080: (1974) erster INTEL Microprocessor, 8 Bit Datenbus
8085: (1976) Microprozessor, 8 Bit Datenbus, Interruptverbesserung
8086: (1978) 16 Bit Datenbus, 20 Bit Adressbus, 12MHz
8088: (1978) extern 8 Bit Datenbus, intern 16 Bit
80186: (1980) 16 Bit Daten- und Adressbus
80286: (1982) hat 16-Bit Registern, 16-Bit Datenbus und 24 Bit Adressbus (Protected Mode, Multiuser)
80386: (1985) 32 Bit Datenbus, 32 Bit Adressbbus (Virtual Mode (mehrere 8086 gleichzeitig), Multitasking)
80486: (1989) 32 Bit Prozessor mit 32 Bit Registern, 32 Bit Datenbus und 32 Bit Adressbus. Integrierter 80387 math. Coprozessor, Cache-Controller und einen 8 kByte Cache-SRAM.
80586: (1993) Pentium, 64-Bit-Rechner, Load-Befehl = 64Bit
80686: (1994) PentiumPro, spezielle Multimedia-Befehle
Pentium III: (1998)
Pentium IV: (2001)
Cache: Ist ein schneller Zwischenspeicher zwischen einer schnellen CPU und einem langsamen Speichersubsystem.
Der Prinzipielle Aufbau eines PC /
Minicomputer:
Die Kommunikation zwischen der Zentraleinheit und den Peripheriegeräten erfolgt über Schnittstellen (Interfaces). Diese bringen Daten in die für das jeweilige Gerät brauchbare Form. Um Daten kurzfristig speichern zu können, verfügen die meisten Peripheriegeräte über Pufferspeicher.