diff --git a/Kapitel/01_Einstieg.tex b/Kapitel/01_Einstieg.tex index 908720f..85a3985 100644 --- a/Kapitel/01_Einstieg.tex +++ b/Kapitel/01_Einstieg.tex @@ -7,10 +7,10 @@ \end{tabular} -\section{Digitaltechnik (Vorlesung)} +\section{Rechnerarchitektur (Vorlesung)} \begin{itemize}[noitemsep] - \item 36h/33h / 4h pro Woche + \item 36h/33h: 4h pro Woche \item Klausur: 21.12.2017 | 60min (ohne Hilfsmittel, Verrechnung mit Betriebssysteme) \item kein Skript, kein Foliensatz \end{itemize} diff --git a/Kapitel/02_Rechner.tex b/Kapitel/02_Rechner.tex index e2ebc20..5a3cbe7 100644 --- a/Kapitel/02_Rechner.tex +++ b/Kapitel/02_Rechner.tex @@ -1,8 +1,9 @@ \chapter{Rechner} +Hilfsmittel zum Durchführen von \enquote{Rechnungen}. + \columnratio{0.55} \begin{paracol}{2} - \textsf{\textbf{Rechner}} \newline - Hilfsmittel zum Durchführen von \enquote{Rechnungen}. + \textsf{\textbf{Rechner}} \begin{itemize}[noitemsep] \item schneller \item fehlerfreier @@ -10,7 +11,6 @@ \end{itemize} \switchcolumn - \textsf{\textbf{Rechenmaschine}} \begin{itemize}[noitemsep] \item Abakus (mechanisch, digital) @@ -39,20 +39,20 @@ Man unterscheidet zwischen \enquote{mechanisch vs elektrisch} und \enquote{digit \item[$\ominus$] großer Verschleiß \end{itemize} - \item[ENIAC] (\circa{1945}) \newline + \item[\acf{ENIAC}] (\circa{1945}) \newline Die \acs{ENIAC} besitzt als zentrales Bauteil eine Elektronenröhre. Eine Elektronenröhre ist ein eigentlich analog arbeitender Verstärker, wird hier aber als digitaler Schalter genutzt. Die Funktionsweise wird in \autoref{fig:elektronenstrahlroehre} dargestellt, wobei die Kathode negativ und die Anode positiv geladen sind. \begin{itemize}[noitemsep] - \item[$\oplus$] sehr hohe Geschwindigkeit + \item[$\oplus$] (sehr) hohe Geschwindigkeit \item[$\ominus$] großer Platzverbrauch - \item[$\ominus$] ständiges Summen bei $50Hz$ oft möglich + \item[$\ominus$] ständiges Summen bei $50Hz$ oft möglich und hörbar \item[$\ominus$] hoher, ständiger Energieverbrauch \item[$\ominus$] großer Verschleiß \end{itemize} \begin{figure}[ht] \centering - \includegraphics[width=11cm]{Bilder/800px-Cathode_ray_tube_de.png} + \includegraphics[width=9.4cm]{Bilder/800px-Cathode_ray_tube_de.png} \caption{Funktionsweise Kathodenstrahlröhre [Quelle: \href{https://de.wikipedia.org/wiki/Kathodenstrahlr\%C3\%B6hre}{Wikipedia}]} \label{fig:elektronenstrahlroehre} \end{figure} @@ -79,12 +79,13 @@ In \autoref{fig:neumann_architektur} wird die von-Neumann-Architektur vereinfach \item[Zentraleinheit (\acs{CPU})] Die CPU besteht aus: \begin{description} \item[Rechenwerk] Rechnen mit Zahlen und logischen Werten - \item[Steuerwerk] Zuständig für das Steuern und Koordinieren aller anderen Komponenten $\Rightarrow$ Interpretation und Ausführung des (Maschinensprachen-)Programms + \item[Steuerwerk] Zuständig für das Steuern und Koordinieren aller anderen Komponenten \newline + $\Rightarrow$ Interpretation und Ausführung des (Maschinensprachen-)Programms \end{description} \item[Speicherwerk] (Hauptspeicher, Primärspeicher) \newline - Speichern von Informationen (sowohl Programmcode als auch Nutzdaten gleichermaßen) + Speichern von Informationen (sowohl Programmcode als auch Nutzdaten \textit{gleichermaßen}) \item[Bus] verbindet alle Komponenten und ermöglicht den Informationsaustausch/Datenfluss zwischen ihnen. - \item[Eingabewerk] \enquote{Schnittstelle} für Eingabegeräte (\zB USB-Controller, S-ATA-Controller) nicht jedoch das Peripheriegerät selbst (also nicht die Tastatur) + \item[Eingabewerk] \enquote{Schnittstelle} für Eingabegeräte (\zB USB-Controller, S-ATA-Controller). Es ist jedoch nicht das Peripheriegerät selbst (also nicht die Tastatur) gemeint. \item[Ausgabewerk] \enquote{Schnittstelle} für Ausgabegeräte (\zB Grafikkarte) \end{description} @@ -159,31 +160,31 @@ Dadurch ist eine klare physikalische Trennung von Programmcode und Nutzdaten mö $\ominus$ & Virenanfälligkeit: Nutzdaten können als Programm ausgeführt werden & $\oplus$ & nahezu immun gegen unabsichtlichen Virenbefall - \\ + \\[1.5ex] - $\oplus$ & universelle Programmierbarkeit \newline (\zB Compiler-Ausgabe wird als Programme ausgeführt) + $\oplus$ & universelle Programmierbarkeit \newline (\zB Compiler-Ausgabe wird als Programm ausgeführt) & $\oplus$ & keine (unbeabsichtigten oder ungewollten) Änderungen an der Betriebssoftware möglich - \\ + \\[1.5ex] $\oplus$ & flexible Speicheraufteilung zwischen Programmcode und Daten & $\ominus$ & komplexer und teurer (durch 2 Bus und ggf. 2 Eingabewerke) - \\ + \\[1.5ex] $\ominus$ & möglicher Flaschenhals Bus \& Speicherwerk & $\ominus$ & schwer update-fähig - \\ + \\[1.5ex] $\oplus$ & kostengünstig & $\oplus$ & bessere Performance möglich durch gleichzeitigen Zugriff auf beide Speicherwerke - \\ + \\[1.5ex] & - & $\ominus$ & ohne zweites Eingabewerk keine Möglichkeit anderen Programmcode auszuführen. - \\ + & $\ominus$ & ohne zweites Eingabewerk gibt es keine Möglichkeit anderen Programmcode auszuführen. + \\[1.5ex] & - & $\ominus$ & unflexible Aufteilung des Speichers, wenn das eine Speicherwerk voll ist, kann das andere Speicherwerk nicht genutzt werden. - \\ + & $\ominus$ & unflexible Aufteilung des Speichers: wenn das eine Speicherwerk voll ist, kann das andere Speicherwerk nicht genutzt werden. + \\[1.5ex] \end{tabular} \hspace*{-7mm} @@ -191,13 +192,13 @@ Dadurch ist eine klare physikalische Trennung von Programmcode und Nutzdaten mö \multicolumn{4}{c}{\textbf{Einsatz}} \\ \midrule - \textbullet & übliche PC-Architektur -- \enquote{Universal-PC} + \textbullet & übliche \acs{PC}-Architektur -- \enquote{Universal-PC} & \textbullet & \enquote{embedded systems} (\zB in Waschmaschinen, KFZ-Elektronik, etc.) - \\ + \\[1.5ex] & & \textbullet & Smartphones \& Co. - \\ + \\[1.5ex] & & \textbullet & Bestandteile von \acsp{PC}: BIOS, \acs{CPU}-Cache in modernen \acsp{CPU} (Trennung in Cache für Programmcode und Nutzdaten), NX-Flag (Non-Executable) im Hauptspeicher