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Writerside/topics/RA/MU2-3Rechner.md

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+# MU2 und MU3Rechner
+## MU2 Rechner
+## Adressraum vergrößern
+### Wortbreite vergrößern
+- 16 Bit → 32 Bit
+  - Register, Bus, ALU
+
+### Adressberechnung mit Offset
+- Adresse = Register(bereits vorhandene Adresse) + Offset
+- Offset kann mit weniger Bits angegeben werden
+  - Adresse hat volle Breite
+
+**Wird benötigt für:**
+- **Relative Adressierung** für Unterprogramme / Sprünge
+- **Indizierte Adressierung** für Speicherzugriffe
+  - Wie indirektes Laden und Speichern mit Offset
+- Laden von **PC-relativen Konstanten**
+  - Prozessoren mit fester Befehlsbreite
+    - Nur kleine Konstanten können im Code dekodiert werden
+  - Falls Konstanten in der Nähe des augenblicklichen Programms (_bspw. hinter Returnanweisung eines Unterprogramms_)
+    - können geladen werden
+
+### Relative Adressierung
+- ![image_128.png](image_128.png)
+- Code wird im Speicher verschiebbar
+
+#### Labels
+- Umsetzung von PC-relativen Sprüngen mit Labels
+- ![image_129.png](image_129.png)
+
+### Indizierte Adressierung
+#### Beispiel Stack
+![image_130.png](image_130.png)
+- In Unterprogrammen wird dyn. Speicher reserviert, indem der Stackpointer dekrementiert wird
+- Zugriff auf Speicher über Stack + Offset(in Befehl)
+- PUSH & POP nicht ausreichend
+  - bei mehreren Variablen auf dem Stack jeweils beim Lesen der Stack geräumt werden müsste
+
+### Adressberechnung in der ALU
+- Adresse als Ergebnis der ALU ohne Speicherung in ACC
+- Keine absolute Adressierung (aus IR)
+- Nur ALU schreibt auf Adressbus (ohne Multiplexer)
+- 32 bit
+
+#### Maximale Laufzeit:
+![image_131.png](image_131.png)
+- **Gesamtlaufzeit ist zu lang!**
+- in einem Takt möglich
+  - falls Taktfrequenz niedrig genug
+
+## MU3: Einführung des Adressregisters
+![image_132.png](image_132.png)
+- Ein Takt mehr um Daten aus dem Speicher zu holen
+- Taktfrequenz kann höher sein
+  - Laufzeit pro Teilstück kürzer
+- **Nachteil:**
+  - Nutzen des PC und Inkrementieren geht nicht mehr parallel
+    - in Aout muss vor Fetch eine Kopie des aktuellen PC stehen
+      - _(Fetch beginnt bei Aout!)_
+
+### Beispiel relative Sprünge
+![image_133.png](image_133.png)
+
+## Problem im Fetch-Zyklus
+**Datentransferbefehle ändern Aout**
+
+![image_134.png](image_134.png)