Computerhardware: Prozessor: Details

Hier soll alles rein, was die Arbeitsweise des Prozessors und sein Zusammenwirken mit den Kernbestandteilen des Computers erklärt. Auch elementares Wissen über Maschinensprache gehört dazu.

Die Harvard-Architektur

Bei der Harvard-Architektur, benannt nach der Harvard-Universität, an der sie entwickelt wurde, wird der Speicher physikalisch aufgetrennt. Die Programme und die Daten erhalten unterschiedliche Speicherbereiche, sodass sie sich gegenseitig nicht überschreiben können.

Motorolas 68x00-Prozessoren unterstützen sowohl die Harvard-Architektur, indem an einer Leitung signalisiert wird, dass als nächstes Programmcode oder Daten eingelesen werden sollen. Mittels dieser Leitung können die Speicherbänke umgeschaltet werden. Wird diese Leitung nicht ausgewertet, so verhält sich die CPU wie eine "Von-Neumann"-Maschine.

Bei Rechnern mit Harvard Architektur liegt also fest, wie viel Speicher für Programme und wie viel Speicher für Daten zur Verfügung steht. Diese Grenzen können nicht übersprungen werden, wenn beispielsweise ein weiteres, großes Programm installiert werden soll. Dies kann aber auch nicht den Datenbereich überschreiben bzw. größere Datenmengen können Programme nicht überschreiben.

Die Von-Neumann-Architektur

   

Wikibook: Die Von-Neumann-Architektur

Vergleich

Die Harvard-Architektur hat einen gewaltigen Vorteil. Bei Von-Neumann-Maschinen benutzen Computerschädlinge die Verfahren zum Zugriff auf Daten, um Befehlsfolgen zu verändern und somit Schadcode einzuschleusen. Bei der Harvard-Architektur ist das unmöglich.

Maschinensprache und Assembler Grundlagen

Die Kenntnis einer anderen Programmiersprache wird nicht vorausgesetzt.
Ziel dieses Kapitels ist es, die Zusammenarbeit des Prozessors mit der Hardware an einigen Beispielen zu verdeutlichen.
Wer mehr über die Assemblerprogrammierung lernen will, sollte das Buch Assembler-Programmierung für x86-Prozessoren lesen.

• Der Bild-Wiederhol-Speicher (BWS)
• Der ASCII Zeichensatz und Unicode

• Die Adressierung des Arbeitsspeichers im  Real Mode
• Die Aufteilung der 20-Bit-Adresse in Register + Offset
• I/O-Ports
• Wichtige IO-Adressen
• Was ist ein Interrupt und welche gibt es?
• Protected Mode

Literatur

• 

     

  Wikibook: Wichtige BIOS und DOS Interrupts
  mit Beispielen
• 

     

  Wikibook: Maschinensprache i8086
  dient dazu, die Funktionsweise des x86-Prozessors besser zu verstehen.