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Steuerwerk

Das Steuerwerk, welches auch als Leitwerk bezeichnet wird koordiniert die Zusammenarbeit der einzelnen Werke.

(Bild Steuerwerk)

Steuerwerk

IR = Instruction Register (Befehlsregister)
Decoder = Befehlsdecodierer
PC = Program counter (Befehlszähler)
Steuerung = Ablauf- oder Operationensteuerung


Das Steuerwerk regelt über Steuersignale die Arbeitsabläufe im Rechner:

  • Auswahl der Operation des Rechenwerks (Addition, Subtraktion, ...)
  • Speicherwerk lesen oder schreiben
  • Regelt den Verbindungsbus (BUS)
  • Wertet Signale aus und nutzt Befehlswörter zur Entscheidungsfindung

 

wichtige Bestandteile des Steuerwerks:

  • IP (Instruction Pointer) / PC (Program Counter) / Befehlszähler der den nächsten Befehl angibt
  • Befehlsregister (dient als Speicherplatz für den Befehl der gerade ausgeführt wird)
  • Befehlscodierer (entschlüsselt einen Befehl)
  • Ablaufsteuerung / Operationensteuerung (steuert die Ausführung eines Befehls)


Der Ablauf eines Programms erfolgt bei einem Von-Neumann-Rechner Befehl für Befehl, nach einem gleichbleibenden Muster (Prozesszyklus). Dieses Verarbeitungsprinzip bei dem zu jedem Zeitpunkt nur genau ein Befehl ausgeführt und nur ein Datenwert neu berechnet wird Single Instruction - Single Data (SISD).

Befehlsverarbeitung

  • Befehls - Holphase (Instruction fetch)
  • Befehls - Entschlüsselungsphase (Decode)
  • Befehls - Operandenholphase (Load)
  • Befehls - Ausführungsphase (Execute)
  • Befehls - Ergebnisspeicherphase (Store / Write back)