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Writerside/in.tree

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Writerside/topics/RA/Klassifikation.md

@@ -1 +1,125 @@
 # Klassifikation
+> Eigenschaften von Prozessoren
+## Klassifizierung gemäß Operandenstruktur
+### Stackarchitektur
+- Stacks werden unabhängig von der jeweiligen Architektur verwendet
+  - bei Unterprogrammaufrufen und Prarameterübergaben
+- Call-Befehl
+  - pusht Rücksprungadresse und ggf. Registerstati
+- Return
+  - popt Werte wieder
+- ![image_257.png](image_257.png)
+
+![image_254.png](image_254.png)
+
+### Akkumulator Architektur
+- Ausgezeichnetes Register: Akku(mulator) (_ehem. ACC_)
+- LOAD und STORE wirken nur auf Akku
+  - expliziter Operand, an jeder Operation beteiligt
+    - jede Operation braucht nur eine Adresse
+- Sehr kompaktes Befehlsformat
+  - ![image_255.png](image_255.png)
+- ![image_256.png](image_256.png)
+
+### Register-Register-Architektur
+- RISC (LOAD-STORE-Architektur)
+  - alle Operationen greifen nur auf Register zu
+    - 32-512 Register verfügbar
+  - **nur** LOAD und STORE greifen auf Speicher zu
+- Einfaches Befehlsformat fester Länge
+  - ![image_258.png](image_258.png)
+- alle Instruktionen brauchen in etwa gleich lange
+- ![image_259.png](image_259.png)
+
+### Register-Speicher-Architektur
+- CISC (Mischung von Akkumulator- und Load-Store-Architektur)
+- Operationen greifen auf Register und/oder Speicher zu
+- Befehlsformat variabler Länge
+  - mächtige Befehle
+  - ![image_260.png](image_260.png)
+- stark unterschiedliche Zeiten für Instruktionsausführung
+- ![image_261.png](image_261.png)
+
+## Klassifizierung gemäß Busaufbau
+### [Vergleich Harvard- / von Neumann Architektur](MU6Rechner.md#vergleich-harvard-von-neumann-architektur)
+
+### Bussysteme
+- Systembus = Datenbus, Adressbus, Kontrollbus, Bus zur elektrischen Versorgung der Komponenten
+  - teilweise zstzl. I/O-Bus
+- ![image_262.png](image_262.png)
+
+
+## Klassifizierung gemäß Befehlssätzen
+### Orthogonale Befehlssätze
+> Wenn Opcode, Adressierungsart und Datentyp beliebig kombiniert werden können
+
+| **Vorteile**                                      | **Nachteile**                  |
+|---------------------------------------------------|--------------------------------|
+| Vereinfacht Nutzung der verfügbaren Instruktionen | Sehr umfangreiche Befehlssätze |
+
+
+### CISC Kriterien
+- Befehle unterschiedlicher Länge von 1-17 Byte
+  - Speichereffizienz
+  - komplexe Befehlskodierung
+- Komplexer Befehlssatz
+  - Anpassung an Compiler
+  - Hochsprachenkonstrukte im Assembler
+    - Erleichterung der Assemblerprogrammierung
+  - Mächtige Befehle
+    - kurze Programme
+
+### RISC Prinzipien
+- Grundlegendes Design-Prinzip
+  - Einfachheit
+- Befehle gleicher Länge (meist 32 Bit)
+- Abarbeiten mit gleicher Taktzahl
+  - erlaubt Befehlspipelines
+- Eingeschränkter Befehlssatz (32-128 Befehle)
+- Explizite Lade/Speicher-Befehle (Load-Store-Architektur)
+- [3-Adress-Befehle](#3-adress-befehle)
+- Delayed Branches
+
+## Klassifizierung gemäß Speicherorganisation
+### [Little/Big Endian](MU4-5Rechner.md#speicheradressierung)
+
+### 4-Adress-Befehle
+![image_263.png](image_263.png)
+- Allgemeinste Form für Befehlsformat
+- next_i = Adresse des nächsten Befehls
+- schwierig zu programmieren
+- wird für Microcode verwendet (CISC Mikroprogramme)
+
+### 3-Adress-Befehle
+![image_264.png](image_264.png)
+- Standard bei RISC Prozessoren (_bspw. ARM 32 Bit_)
+- 3 Adressen benötigen Platz
+  - Format ist erst ab 32-Bit-Befehlssatz sinnvoll
+- nächste Befehlsadresse implizit
+  - Sprungbefehle können implizites Verhalten ändern
+
+### 2-Adress-Befehle
+![image_265.png](image_265.png)
+- Standardformat für 8 und 16-Bit-Mikroprozessoren
+- Format für Intel Prozessoren
+- RISC-Prozessoren mit komprimierten Befehlssatz nutzen ebenfalls das Format
+  - _bspw. ARM Thumb, MIPS_
+
+### 1-Adress-Befehle
+![image_266.png](image_266.png)
+- Zielregister ist implizit und wird ACC genannt
+- wird im [MU0-Design](MU0Rechner.md) benutzt
+- Hohe Befehlsdichte
+  - geringe Flexibilität
+
+### 0-Adress-Befehle
+![image_267.png](image_267.png)
+- Beide Operanden und das Ziel sind implizit
+- Befehlssatz nur für Stackarchitektur möglich
+  - weitere Befehle mit Operanden zum Speichern / Laden nötig
+- _verwendet in [Java Virtual Machine](12_Virtualisierung.md#anwendungsvirtualisierung)_
+
+## Einordnung Prozessoren
+![image_268.png](image_268.png)
+
+

Writerside/topics/RA/MU6Rechner.md

@@ -17,11 +17,12 @@
 ## Datenpfad mit Harvard-Architektur
 ![image_151.png](image_151.png)
 - Barrelshift-Einheit der ARM-Prozessoren im B-Bus hier nicht eingezeichnet
-
+- I-MEM = Speicher für Programme / Cache
+- D-MEM = Speicher für Daten / Cache
 ## MU6-Architektur
 - Wichtigste Änderung: Trennung von Instruktions- und Datenspeicher
 - Da PC immer Instruktionsadresse vorgibt
-  - PC und Instruktions-Adressregister sind identisch
+  - PC und Instruktions-Adressregister (IADR) sind identisch
   - PC taucht im Registerfile noch auf
     - sein Wert kann auf A- / B-Bus gelegt werden
 - Werte im Instruktionregister können für [ALU-Operationen](MU4-5Rechner.md#mu5-verbesserte-alu) verwendet werden