Basisinformationstechnologie I 
Universität zu Köln. Historisch-Kulturwissenschaftliche Informationsverarbeitung 
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Inhalte der heutigen Sitzung 
Überblick: Rechner-/Computerentwicklung 
 Moore 
 Leibniz 
 Babbage 
 Turing 
 Exkurs: ...
Rechner-/Computerentwicklung
Rechner-/Computerentwicklung 
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genauso schnell wie die 
Computertechnologie entwickelt 
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Das Mooresche Gesetz (Moore‘s Law) 
„Die Anzahl der 
Transistoren, die auf 
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Rechner-/Computerentwicklung 
Ganz früher: Abakus, etc. 
17. Jahrhundert 
 Blaise Pascal (1623-1662) 
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Rechner-/Computerentwicklung 
Charles Babbage (1792-1871) 
 Difference Engine / 
Differenzmaschine 
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Rechner-/Computerentwicklung: Colossus (1943) 
COLOSSUS (1943, u.a. Turing) 
ENIGMA / Lorenz-Schlüsselmaschine
Alan Turing 
 1912 (London) – 1954 (Wilmslow, Cheshire) 
 1936: On Computable Numbers, with an 
Application to the “Ents...
Der Turingtest
Turingtest
Eine Implementierung des Turingtests: ELIZA 
 Benutzer: „Ich habe ein 
Problem mit meinem Auto.“ 
 ELIZA: „Warum, sagen ...
http://www.cleverbot.com/
Rechnerentwicklung
ENIAC (1946, Electronic Numerical Integrator and Computer)
John von Neumann 
John von Neumann 
 * 1903 (Budapest) als 
János von Neumann 
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† 1957 (Washington D.C.) 
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Formale Definition: Ein Spiel Γ (Gamma) in Normalform 
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Ein Spiel in Normalform 
Bewertet die 
Köchin positiv 
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Juul, Jesper: „255,168 ways of playing Tic Tac Toe” 
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Universalrechner: Struktur des Rechners ist unabhängig 
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Steuerwerk 
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Von-Neumann-Architektur 
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Von-Neumann-Architektur 
Vor- und Nachteile
Von-Neumann-Architektur 
Vorteile 
 Bedeutende Idee: Zunächst Laden des Programmes und der 
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Von-Neumann-Architektur 
Nachteile 
 Da Daten und Befehle im Speicher gehalten werden, 
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Heutige Computer
CPU-Cache
CPU-Cache 
Grundidee des Caches: Häufig gebrauchte 
Speicherworte / Daten sollten im Cache stehen, um das 
Problem des von...
Cache-Hierarchie 
L1 L2 L3 Ln
Cache / Caching als allgemeines Prinzip
Speicherhierarchie
Inhalte der heutigen Sitzung 
Überblick: Rechner-/Computerentwicklung 
 Moore 
 Leibniz 
 Babbage 
 Turing 
 Exkurs: ...
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BIT I WiSe 2014 | Basisinformationstechnologie I - 04: Rechnertechnologie I
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  • Gordon Moore: Mitbegründer von Intel
  • Strukturgrößen: Intel Core i7  45 bis 32nm nm  Nanometer, 10-9 (ein Millionstel Millimeter)
  • Ein Automat: die mechanische Ente (de Vaucanson, 1738)
  • COLOSSUS (1943): GB; Erster elektronischer Digitalrechner; u.a. Turing.
    Entschlüsselung des dt. Nachrichtenverkehrs (ENIGMA / Lorenz-Schlüsselmaschine)
  • 2012: Turingjahr
  • Unreal Tournament 2004: 2K Botprize
    2012 gelang es zwei Teams, die Jury davon zu überzeugen, dass ihre Bots „echte“ Menschen seien
  • 1923 in Berlin geboren. 1936 floh die jüdische Familie in die USA nach Detroit.
    Studium der Mathematik in Detroit
    1963 wechselte er als Associate Professor an das Massachusetts Institute of Technology (MIT), an dem er schließlich von 1970 bis 1988 Professor für Computer Science war.
    Berühmt wurde Weizenbaum 1966 durch sein Spracherkennungsprogramm ELIZA, das als Meilenstein in der Entwicklung der künstlichen Intelligenz gefeiert wurde und als Prototyp der Chatbots gilt.
    1975: „Computer Power and Human Reason“ („Die Macht der Computer und die Ohnmacht der Vernunft“)
    Intention: Verantwortungsvoller Umgang mit Wissenschaft und Technik
    Weizenbaum starb im März 2008.
  • ENIAC (1946, Electronic Numerical Integrator and Computer): US-Armee;
    18.000 Vakuumröhren
    1500 Relais
    Gewicht: 30t
    > 150 kW
    Programmeingabe von Hand durch Schalter und Kabelstecker an Schalttafeln
    Verwendungszweck ursprünglich: Berechnung der Flugbahnen von Geschossen
    Verwendungszweck: Berechnungen über Realisierbarkeit der Wasserstoffbombe  John von Neumann
  • Weiß kann Schwarz in zwei Zügen schachmatt setzen
  • Handeln und Agieren: Welche Handlungsmöglichkeiten stehen den Spielern zu einem bestimmten Zeitpunkt des Spieles zur Verfügung? Für welche Handlungsoption sollten (und werden) sich die einzelnen Spieler entscheiden? Handeln die Spieler gleichzeitig? – und gliedert sich das Spiel in mehrere Runden?

    Anzahl der Spielerinnen und Spieler: Inwiefern verändert sich die Situation, wenn weitere Spieler am Spiel teilnehmen würden?

    Kommunikation: Welchen Einfluss hätte Kommunikation vor Spielbeginn auf die Spielentscheidungen der Spielerinnen und Spieler?

    Rationalität: Welche Auffassung hat ein Spieler über die Denk- und Handlungsweise seiner Gegenspielerin? Würde es die eigene Handlungsweise beeinflussen, wenn nicht davon ausgegangen werden kann, dass die Gegenspielerin das für sie beste Spielergebnis zu erreichen sucht?

    Wiederholung: Würden die Spieler anders entscheiden, wenn das Spiel nicht nur einmal, sondern wiederholt gespielt würde?
  • agierenden und interagierenden Individuen, die versuchen, ihre Umwelt zu manipulieren, während die Umwelt im Gegenzug versucht, jene Individuen, die Spielerinnen und Spieler des Spiels, zu manipulieren.
  • Kartesisches Produkt x
  • Extensivform
  • Central Processing Unit
    Verarbeitung von Daten, die sich in Form von Bitfolgen / Bytes im RAM (Random Access Memory) befinden

    CPU-Bestandteile:
    Register: Hilfsspeicherzellen, mit ALU verknüpft
    Breite: z.B. 32 oder 64 Bit
    ALU: Erwartet Daten / Argumente in Registern, legt Ergebnisse in Registern ab
  • Schneller (aus Kostengründen kleiner) Pufferspeicher, in dem Kopien des RAM (in Auszügen) vorgehalten werden, die möglicherweise als nächstes von der CPU benötigt werden.
    Intention / Ziele:
    Verringerung der Zugriffszeit bzw. Verringerung der Anzahl der Zugriffe auf den zu cachenden Speicher  Von-Neumann Flaschenhals

    Vorteil:
    Durch Umgehung des Von-Neumann Flaschenhalses: Steigerung der Ausführungs- und Verarbeitungsgeschwindigkeit von Programmen
    Nachteil:
    Schwer vorhersehbar, welche Teile des Hauptspeichers von der CPU im nächsten Schritt benötigt werden  Cache-Misses
    Teuer
  • Cache-Speicher ist sehr schnell, aber auch sehr teuer, darum Verwendung mehrerer Caches in einer Cache-Hierarchie:
    Durchnummerierung vom Cache mit der niedrigsten Zugriffszeit (L1) bis zum langsamsten Cache (Ln), z.B. L1 Cache, L2 Cache, etc.

    Arbeitsweise:
    Zunächst wird der schnellste Cache durchsucht; enthält der L1 Cache die benötigten Daten nicht, wird der nächste (zumeist langsamere und größere) Cache durchsucht.
  • Cache Speicher ist keine Idee, die allein der CPU vorbehalten ist  allgemeines Prinzip

    Beispiele im Alltag:
    Buffering: Video-Dateien aus dem Web (z.B. bei youtube) werden gepuffert und anschließend wiedergegeben, um die – im Vergleich zur Festplatte - niedrige Übertragungsrate des Internets auszugleichen  Stichw. „Von-Neumann-Flaschenhals“

     Cache kann überall da sinnvoll eingesetzt werden, wo Speichermedien unterschiedlicher Geschwindigkeit miteinander kommunizieren.
    Auch wenn sich in den kommenden Jahren die aktuelle Technik völlig verändert, wird es immer Speicher geben, der schneller ist als anderer.

  • Faktum I: Die Zugriffszeit vergrößert sich, je weiter wir nach unten gehen.
    Faktum II: Die Speicherkapazität vergrößert sich, je weiter wir nach unten gehen.
    Faktum III: Die Anzahl der „Bits pro Dollar“ vergrößert sich, je weiter wir nach unten gehen, i.e.: Die Preise für die Speichermedien sinken, je weiter wir uns nach unten bewegen.
  • BIT I WiSe 2014 | Basisinformationstechnologie I - 04: Rechnertechnologie I

    1. 1. Basisinformationstechnologie I Universität zu Köln. Historisch-Kulturwissenschaftliche Informationsverarbeitung Jan G. Wieners // jan.wieners@uni-koeln.de Wintersemester 2014/15 12. November 2014 – Rechnertechnologie I
    2. 2. Inhalte der heutigen Sitzung Überblick: Rechner-/Computerentwicklung  Moore  Leibniz  Babbage  Turing  Exkurs: Turingtest  Weizenbaum  von Neumann  Exkurs: Spieltheorie  Die von Neumann Rechnerarchitektur  Konzept: Universalrechner  Cache als Hardwareelement  Caching als Grundmechanismus Zeitgemäße Rechnerhardware  Motherboard, etc.
    3. 3. Rechner-/Computerentwicklung
    4. 4. Rechner-/Computerentwicklung „Wenn sich die Luftfahrtindustrie genauso schnell wie die Computertechnologie entwickelt hätte, würde ein Flugzeug 500 Dollar kosten und könnte die Erde in 20 Minuten mit 5 Gallonen Treibstoff umrunden. Allerdings hätte es die Größe eines Schuhkartons.“ (Gordon Moore, zitiert nach: Tanenbaum, Andrew S.: Computerarchitektur, S. 43.)  Kostenreduzierung  Leistungsfähigkeit (Performance)  Ressourcenverbrauch  Strukturreduzierung
    5. 5. Das Mooresche Gesetz (Moore‘s Law) „Die Anzahl der Transistoren, die auf einem Chip (IC, Integrated Circuit) untergebracht werden können, verdoppelt sich alle 2 Jahre.“
    6. 6. Rechner-/Computerentwicklung Ganz früher: Abakus, etc. 17. Jahrhundert  Blaise Pascal (1623-1662) Rechenmaschine „Pascaline“ [Addition / Subtraktion]  Gottfried Wilhelm Leibniz (1646-1716): Rechenmaschine [Addition / Subtraktion Division / Multiplikation] Bildnachweis: Pascaline: David Monniaux Leibniz‘ Rechenmaschine: Kolossos, http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Leibnitzrechenmaschine.jpg&filetimestamp=20060706122903
    7. 7. Rechner-/Computerentwicklung Charles Babbage (1792-1871)  Difference Engine / Differenzmaschine  Lösung polynominaler Fkt.  [Addition]  Analytical Engine (Entwurf)  Sollte von Dampfmaschine betrieben werden  Wäre mehr als 30 Meter lang und 10 Meter breit gewesen  Deutet zahlreiche Innovationen und Konzepte an, u.a.:  Eingabe (Befehle u. Daten) über Lochkarten  Ausgabe über Lochkartenstanzer  Speicherwerk  Rechenwerk Bildnachweis: Detailaufnahme Difference Engine: Carsten Ullrich
    8. 8. Rechner-/Computerentwicklung: Colossus (1943) COLOSSUS (1943, u.a. Turing) ENIGMA / Lorenz-Schlüsselmaschine
    9. 9. Alan Turing  1912 (London) – 1954 (Wilmslow, Cheshire)  1936: On Computable Numbers, with an Application to the “Entscheidungsproblem”  Turingmaschine  2. Weltkrieg: „Code Knacker“, u.a. „Turing- Bombe“, „Colossus“  1945-1948: National Physical Laboratory: ACE (Automatic Computing Engine), Referenz zu Babbages „Analytical Engine“  1948-1949: „Manchester Mark I“, Röhrencomputer  1950: „Computing machinery and intelligence“  Turingtest
    10. 10. Der Turingtest
    11. 11. Turingtest
    12. 12. Eine Implementierung des Turingtests: ELIZA  Benutzer: „Ich habe ein Problem mit meinem Auto.“  ELIZA: „Warum, sagen Sie, haben Sie ein Problem mit Ihrem Auto?“ -----  Benutzer: „Ich habe ein Problem mit meinem Vater.“  ELIZA: „Erzählen Sie mir mehr über Ihre Familie!“ -----  Benutzer: „Krieg ist der Vater aller Dinge.“  ELIZA: „Erzählen Sie mir mehr über Ihre Familie!“
    13. 13. http://www.cleverbot.com/
    14. 14. Rechnerentwicklung
    15. 15. ENIAC (1946, Electronic Numerical Integrator and Computer)
    16. 16. John von Neumann John von Neumann  * 1903 (Budapest) als János von Neumann zu Margitta, † 1957 (Washington D.C.)  U.a. Arbeiten zur Quantenmechanik, Spieltheorie, Manhattan-Projekt (mit Oppenheimer)  Informatik: Von-Neumann-Architektur bzw. Von- Neumann-Rechner: Rechner, in dem Daten und Programm binär codiert in einem Speicher liegen.
    17. 17. Spieltheorie
    18. 18. X O X O
    19. 19. X O X O X O X O O X O X O O
    20. 20. Spieltheorie nach von Neumann und Morgenstern „Theory of Games and Economic Behavior“ (1944)  Spiel („game“): Gesamtheit der Regeln, die das Spiel beschreiben  Spielpartie („play“): Vorgang, in dem das Spiel gespielt wird  Spielzug („move“)  Zugwahl („choice“)  Spielregeln determinieren, welche Spielsymbole zu welchem Spielzeitpunkt auf welche Art und Weise bewegt werden dürfen
    21. 21. Spieltheorie nach von Neumann und Morgenstern Formale Definition: Ein Spiel Γ (Gamma) in Normalform ist vollständig beschrieben durch das Tripel Γ = N, S, u :  푁 die finite Anzahl der Spielerinnen und Spieler aus der Spielermenge 푁 = {1, … , 푛}.  푆 den Strategieraum. Der Strategieraum gibt die Menge aller möglichen Strategiekombinationen 푠 = (푠1, … , 푠푖 , … , 푠푛) aus den Strategien der einzelnen Spieler an, d.h. 푠 ∈ 푆. Der Strategieraum S ist definiert als kartesisches Produkt der Strategiemengen 푆 = 푆1 × ⋯ × 푆푛, wobei 푆푖 eine endliche Menge von Entscheidungen und Aktionen für jeden Spieler 푖 in 푁 bezeichnet.  푢 = (푢1, … , 푢푛) die Nutzenfunktionen, wobei 푢푖 ∶ 푆 ↦ ℝ die Auszahlungs- oder Nutzenfunktion des Spielers 푖 bezeichnet. Wird die Strategiekombination 푠 gespielt, so lässt sich mit 푢푖 (푠) der Nutzen für Spieler 푖 bestimmen.
    22. 22. Koch Ein Spiel in Normalform Bewertet die Köchin positiv (푠21) Bewertet die Köchin negativ (푠22) Köchin Bewertet den Koch positiv (푠11) Köchin: 50 Euro Koch: 50 Euro Köchin: 0 Euro Koch: 100 Euro Bewertet den Koch negativ (푠12) Köchin: 100 Euro Koch: 0 Euro Köchin: 20 Euro Koch: 20 Euro 푁 = {1, 2} 푆 = 푠11, 푠12 × 푠21, 푠22 = { 푠11, 푠21 , 푠11, 푠22 , 푠12, 푠21 , 푠12, 푠22 }
    23. 23. Juul, Jesper: „255,168 ways of playing Tic Tac Toe” („http://www.jesperjuul.net/ludologist/255168-ways-of-playing-tic-tac-toe) Extensivform von Spielen (Tic Tac Toe)
    24. 24. …ein wenig abstrakter… 푥0 푠푀퐴푋1 푠푀퐴푋2 푥1 푥2 푥3 푠푀퐴푋3 푥4 푥5 푥6 푥7 푥8 푥9 푥10 푥11 푥12 3 12 8 2 4 6 14 5 2 Welche Strategie sollte die das Spiel beginnende Spielerin 푀퐴푋 (Dreieck) im oben wiedergegebenen Spiel mit zwei Spielrunden verfolgen, um optimal zu agieren und ihre Auszahlung zu maximieren? Wie wird sich wohl der Spieler 푀퐼푁 (Quadrat) verhalten?
    25. 25. Der Minimax-Algorithmus 푥0 푠푀퐴푋1 푠푀퐴푋2 3 푥1 푥2 푥3 푠푀퐴푋3 푥4 푥5 푥6 푥7 푥8 푥9 푥10 푥11 푥12 3 12 8 2 4 6 14 5 2 MAX MIN 3 2 2 min(3,12,8)=3 min(2,4,6)=2 max(3,2,2)=3 min(14,5,2)=2
    26. 26. Die Von-Neuman-Architektur
    27. 27. Universalrechner: Struktur des Rechners ist unabhängig von Universalrechner dem zu lösenden Problem, d.h. keine starre Programmierung des Rechners über hardwareseitige Repräsentation (z.B. Kabelverbindungen bei ENIAC) des Programmes.
    28. 28. Turingmaschine Anforderung: Entwurf eines allgemeinen Automaten  Automat, der wahlfreien Zugang (random access) auf alle Speicherplätze erlaubt Formuliert von Alan M. Turing in „On computable numbers, with an application to the Entscheidungsproblem“ (1937)
    29. 29. Entscheidungsproblem
    30. 30. ……… ……… ……… ……… ……… ……… Von-Neumann-Architektur
    31. 31. Zentrale Recheneinheit Von-Neumann-Architektur (CPU = Central Processing Unit) Steuerwerk Rechenwerk (ALU)  Steuerwerk  Rechenwerk
    32. 32. Zentrale Recheneinheit Von-Neumann-Architektur (CPU = Central Processing Unit) Steuerwerk Rechenwerk (ALU) Interne Datenwege (Bus-System)  Steuerwerk  Rechenwerk  Interne Datenwege Funktionsweise & Eigenschaften  Zahlen werden im Rechner binär dargestellt  Universalrechner  Programme und Daten werden in einem gemeinsamen Speicher abgelegt  Befehle geben nur die Speicheradresse an, wo die Daten abgelegt sind, nicht die Daten selbst
    33. 33. Zentrale Recheneinheit Von-Neumann-Architektur (CPU = Central Processing Unit) Steuerwerk Rechenwerk (ALU) Interne Datenwege (Bus-System) Speicherwerk  Steuerwerk  Rechenwerk  Interne Datenwege  Arbeitsspeicher / Speicherwerk Funktionsweise & Eigenschaften  Zahlen werden im Rechner binär dargestellt  Universalrechner  Programme und Daten werden in einem gemeinsamen Speicher abgelegt  Befehle geben nur die Speicheradresse an, wo die Daten abgelegt sind, nicht die Daten selbst
    34. 34. Zentrale Recheneinheit Von-Neumann-Architektur (CPU = Central Processing Unit) Steuerwerk Rechenwerk (ALU) Interne Datenwege (Bus-System) Speicherwerk Ein- /Ausgabewerk  Steuerwerk  Rechenwerk  Interne Datenwege  Arbeitsspeicher / Speicherwerk  Ein-/Ausgabewerk Funktionsweise & Eigenschaften  Zahlen werden im Rechner binär dargestellt  Universalrechner  Programme und Daten werden in einem gemeinsamen Speicher abgelegt  Befehle geben nur die Speicheradresse an, wo die Daten abgelegt sind, nicht die Daten selbst
    35. 35. Von-Neumann-Architektur Befehlsverarbeitung  Von-Neumann-Zyklus in fünf Teilschritten:  FETCH  DECODE  FETCH OPERANDS  EXECUTE  UPDATE PROGRAM COUNTER (UPC)
    36. 36. Von-Neumann-Architektur Befehlsverarbeitung  Von-Neumann-Zyklus in fünf Teilschritten:  FETCH  DECODE  FETCH OPERANDS  EXECUTE  UPDATE PROGRAM COUNTER (UPC)  FETCH: Laden des nächsten zu bearbeitenden Befehls in das Befehlsregister (bildet gemeinsam mit Steuerwerk und Rechenwerk die CPU).
    37. 37. Von-Neumann-Architektur Befehlsverarbeitung  Von-Neumann-Zyklus in fünf Teilschritten:  FETCH  DECODE  FETCH OPERANDS  EXECUTE  UPDATE PROGRAM COUNTER (UPC)  FETCH: Laden des nächsten zu bearbeitenden Befehls in das Befehlsregister (bildet gemeinsam mit Steuerwerk und Rechenwerk die CPU).  DECODE: Befehl wird durch Steuerwerk in Schaltinstruktionen für das Rechenwerk übersetzt.
    38. 38. Von-Neumann-Architektur Befehlsverarbeitung  Von-Neumann-Zyklus in fünf Teilschritten:  FETCH  DECODE  FETCH OPERANDS  EXECUTE  UPDATE PROGRAM COUNTER (UPC)  FETCH: Laden des nächsten zu bearbeitenden Befehls in das Befehlsregister (bildet gemeinsam mit Steuerwerk und Rechenwerk die CPU).  DECODE: Befehl wird durch Steuerwerk in Schaltinstruktionen für das Rechenwerk übersetzt.  FETCH OPERANDS: Operanden holen, die durch den Befehl verändert werden sollen.
    39. 39. Von-Neumann-Architektur Befehlsverarbeitung  Von-Neumann-Zyklus in fünf Teilschritten:  FETCH  DECODE  FETCH OPERANDS  EXECUTE  UPDATE PROGRAM COUNTER (UPC)  FETCH: Laden des nächsten zu bearbeitenden Befehls in das Befehlsregister (bildet gemeinsam mit Steuerwerk und Rechenwerk die CPU).  DECODE: Befehl wird durch Steuerwerk in Schaltinstruktionen für das Rechenwerk übersetzt.  FETCH OPERANDS: Operanden holen, die durch den Befehl verändert werden sollen.  EXECUTE: Rechenwerk führt die Operation aus.
    40. 40. Von-Neumann-Architektur Befehlsverarbeitung  Von-Neumann-Zyklus in fünf Teilschritten:  FETCH  DECODE  FETCH OPERANDS  EXECUTE  UPDATE PROGRAM COUNTER (UPC)  FETCH: Laden des nächsten zu bearbeitenden Befehls in das Befehlsregister (bildet gemeinsam mit Steuerwerk und Rechenwerk die CPU).  DECODE: Befehl wird durch Steuerwerk in Schaltinstruktionen für das Rechenwerk übersetzt.  FETCH OPERANDS: Operanden holen, die durch den Befehl verändert werden sollen.  EXECUTE: Rechenwerk führt die Operation aus.  UPC: Erhöhung des Befehlszählers, damit der Rechner weiß, an welcher Stelle des Programms er sich gerade befindet. Geschieht parallel zu DECODE und FETCH OPERANDS.
    41. 41. Von-Neumann-Architektur Vor- und Nachteile
    42. 42. Von-Neumann-Architektur Vorteile  Bedeutende Idee: Zunächst Laden des Programmes und der Daten in ein und denselben Speicher, danach Ausführung.  Vor von Neumanns Ansatz war das Programm hardwareseitig verschaltet / repräsentiert oder wurde über Lochstreifenkarten schrittweise eingelesen und sofort (sequentiell) verarbeitet.  Nun möglich:  Sprünge auf vorhergehende und spätere Programmsequenzen  Modifikation des Programmcodes während des Programmablaufes  Paradigmawechsel: Übergang vom starren Programmablauf zur flexiblen Programmsteuerung bzw. von der Rechenmaschine zur Datenverarbeitungsmaschine
    43. 43. Von-Neumann-Architektur Nachteile  Da Daten und Befehle im Speicher gehalten werden, wird die Verbindung und Datenübertragung zwischen CPU und Speicher über den Systembus zum Von- Neumann-Flaschenhals:  Jeglicher Datenverkehr von und zur CPU wird über den internen Bus abgewickelt, dessen Transfergeschwindigkeit langsamer ist, als die Verarbeitungsgeschwindigkeit der CPU. Dieses Problem versucht man in modernen PC's durch die Verwendung von schnellem Cache-Speicher abzuschwächen, der meist in die CPU integriert ist.
    44. 44. Heutige Computer
    45. 45. CPU-Cache
    46. 46. CPU-Cache Grundidee des Caches: Häufig gebrauchte Speicherworte / Daten sollten im Cache stehen, um das Problem des von-Neumann-Flaschenhalses zu mindern. Funktionsprinzip des Cache:  Die CPU fordert ein gesuchtes Datum oder eine gesuchte Instruktion im Cache an.  Bei einem Cache-Hit befindet sich das Datum/Instruktion im Cache.  Bei einem Cache-Miss (die gewünschte Information befindet sich nicht im Cache) wird ein bestimmter Bereich, der das gesuchte Datum bzw. die gesuchte Instruktion enthält, aus dem Hauptspeicher in den Cache geladen (in der Hoffnung, dass folgende Zugriffe sich auf diesen aktualisierten Bereich beziehen!).
    47. 47. Cache-Hierarchie L1 L2 L3 Ln
    48. 48. Cache / Caching als allgemeines Prinzip
    49. 49. Speicherhierarchie
    50. 50. Inhalte der heutigen Sitzung Überblick: Rechner-/Computerentwicklung  Moore  Leibniz  Babbage  Turing  Exkurs: Turingtest  Weizenbaum  von Neumann  Exkurs: Spieltheorie  Die von Neumann Rechnerarchitektur  Konzept: Universalrechner  Cache als Hardwareelement  Caching als Grundmechanismus Zeitgemäße Rechnerhardware  Motherboard, etc.
    51. 51. /

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