Vorkurs Informatik

260 16 Rechnerarchitektur und Maschinensprache
Einzelverbindungswege:
Prozessor
Hauptspeicher
Ein-/Ausgabe
Direct Memory Access (DMA)
Speicherperipherie
Interaktionsperipherie
Bus (Sammelschiene):
Prozessor
Hauptspeicher
Interaktionsperipherie
Bussteuerung
Speicherperipherie
Datenkommunikationsperipherie
Datenkommunikationsperipherie
Abbildung 16.1: Möglichkeiten zur Interaktion der Funktionseinheiten bei von-Neumann-Rechnern
Die Komponenten sind durch Kommunikationswege verbunden. Sie dienen zum Transport von
Daten und Programmbefehlen zwischen den Komponenten. Abbildung 16.1 illustriert zwei Möglichkeiten
zur Verbindung.
Eine erste Möglichkeit ist die Einzelverbindungsarchitektur. Hierbei wird zwischen je zwei
Komponenten ein individueller Verbindungsweg gelegt. Es gibt also einen getrennten Verbindungsweg
zwischen Prozessor und Hauptspeicher und zwischen Prozessor und Ein-/Ausgabe.
Ferner ist es möglich, einen direkten Verbindungsweg zwischen Ein-/Ausgabe und Hauptspeicher
zu haben. Dies wird auch als Direct Memory Access (DMA), also direkter Speicherzugriff,
bezeichnet. Der Vorteil des DMA ist, dass der Prozessor durch die Ein-/Ausgabe von Daten nicht
belastet wird.
Die Ein-/Ausgabe-Einheit wiederum ist mit verschiedenen Ein-/Ausgabe-Geräten verbunden.
Dies ist beispielsweise die Interaktionsperipherie, etwa bestehend aus Tastatur und Maus bei
einem PC, die Speicherperipherie, typischerweise eine Festplatte beim PC, oder die Datenkommunikationsperipherie,
beispielsweise eine Netzwerkkarte.
Eine andere Alternative ist die Busarchitektur. In diesem Fall gibt es nur einen Verbindungskanal,
nämlich den Bus, manchmal auch als Sammelschiene bezeichnet. Auf diesen Verbindungskanal
werden die anderen Einheiten aufgesteckt, so der Prozessor, der Hauptspeicher, die
Interaktionsperipherie, die Speicherperipherie und die Datenkommunikationsperipherie. Wenn
ein Kommunikationswunsch zwischen zwei Einheiten vorliegt, muss eine Bussteuerung dafür
sorgen, dass die Datenübertragung zwischen den zwei Einheiten möglich wird.