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Forum: PC Hard- und Software Buch zum Aufbau vom Prozessor / RAM


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Autor: jo (Gast)
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Hallo,
kennt ihr gute Literaturstellen in denen der Aufbau von einem typischen 
Mikroprozessor oder aktuellen Prozessoren erläutert wird?
Die Erklärungen sollten so sein, dass es von den Grundlagen an (Gatter, 
bis hin zu Flip Flops zu ALUs erläutert ist, also dass es in sich 
schlüssig ist)

Weiterhin fände ich es interssant wenn es weiter geht zur Ansteuerung 
des RAM. Ich glaube bei gängigen Modellen bekommen ja alle 
Speicherzellen die Information (liegt an allen an) jedoch nur die 
angesteuerte Zelle kann damit etwas anfangen. So etwas wäre schön in 
einem Schaltbild zu sehen (ggfs gute Animationen oder Bücher?) Ich kann 
keine Literatur finden in denen es wirklich gute Erklärungen gibt.

Schönen Dank für Eure Tipps :-)

Autor: asdf (Gast)
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> aktuelle Prozessoren
> von den Grundlagen an
wähle eines

> des RAM
SRAM? DRAM?

> Ich kann
> keine Literatur finden in denen es wirklich gute Erklärungen gibt.
meinten Sie: Ich kann keine Literatur finden, die meinem Kenntnisstand 
angemessen ist.

Ich würde vorschlagen: such dir ein Buch über Digitaltechnik. Also 
Schaltnetze, Schaltwerke, FFs, HA, FA, ALU. Dann weißt du wie ein 
Prozessor dem Prinzip nach funktioniert. Es gibt im Internet auch gute 
Simulationen eines kleinen Rechners. Habe leider keinen Link 
gespeichert. Bissle Google sollte aber helfen.

Autor: A. K. (prx)
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jo schrieb:

> kennt ihr gute Literaturstellen in denen der Aufbau von einem typischen
> Mikroprozessor oder aktuellen Prozessoren erläutert wird?

Da du es in die PC-Kategorie des Forums gestellt hast, wirst du dabei 
wohl PC-Prozessoren meinen. Das wird sehr viel komplizierter als du dir 
das möglicherweise vorstellst. Allein schon deshalb, weil deren 
detaillierte Internas Firmengeheimnisse sind. Etwas gröber betrachtet 
sind manche schon besser bekannt, vor allem ältere, von vor 10-20 
Jahren.

Wär besser, du fängst erst einmal am einfacheren Ende an, beim Aufbau 
von Prozessoren der Kategorie 8080 oder 8051 oder so. Da sollte sich 
eher was finden lassen, bisschen Staub drauf stört da auch nicht.

Und bevor du dich dem widmen kannst, solltest du die Grundlagen der 
Digitaltechnik in Form des Aufbau von Gattern, ALUs und dergleichen 
schon kennen.

Es gibt zwar auch einen Schmöker, der sowas wirklich von Adam und Eva 
weg bis in die grösseren Strukturen erklärt, aber dessen Inhalt ist noch 
älter, nämlich aus den 60ern, und sowohl in der verwendeten Technologie 
als auch in der Symbolik dann doch ziemlich veraltet.

Autor: A. K. (prx)
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PS: Das war der von deiner Frage suggerierte bottom up approach zum 
Thema. Also von den Transistoren ausgehend nach oben.

Allerdings kann man das Verständnis der Abläufe in PC-Prozessoren auch 
ohne Betrachtung einzelner Gatter angehen, sich also den Grobstrukturen 
wie Bussen und Funktionseinheiten widmen, ohne den Anspruch zu 
verfolgen, sie auf dem Steckbrett nachbauen zu wollen. Dank 
superskalarer out-of-order Ausführung heutiger Prozessoren (d.h. der 
letzten 2 Jahrzehnte) gibts auch da genug zu entdecken, um sich längere 
Zeit damit befassen zu können.

Autor: verhext (Gast)
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Irgendwie scheinen viele gute Bücher vergriffen zu sein. Wenn man in 
einem Hochschul- oder Fachhochschulort wohnt, kann man sich dort sehr 
gut informieren, z.B. Lehrbuchsammlung anschauen, 
Semesterapparatliteratur anschauen, allgemein unter Hardware und 
integrierten Schaltungen/Digitaltechnik gucken usw.

Eventuell gibt es in der Bibliothek im Ort ganz gute Sachen.

Aber so manch Datenblatt von Mikrocontrollern ist auch keine schlechte 
Literatur.

Autor: Reinhard Kern (Gast)
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jo schrieb:
> kennt ihr gute Literaturstellen in denen der Aufbau von einem typischen
> Mikroprozessor oder aktuellen Prozessoren erläutert wird?
> Die Erklärungen sollten so sein, dass es von den Grundlagen an (Gatter,
> bis hin zu Flip Flops zu ALUs erläutert ist, also dass es in sich
> schlüssig ist)

Ist das dein Ernst? Die gegenwärtige Generation von Prozessoren (Sandy 
Bridge) hat etwas mehr als eine Milliarde Transistoren. Wenn du dir den 
Schaltplan anschaust und durchschnittlich eine Minute brauchst, um die 
Funktion eines Transitors zu verstehen, bist du in rund 2000 Jahren 
fertig damit.

Ein Buch nach deinen Vorstellungen müsste wohl so 100 Millionen Seiten 
haben, was selbst für EBook-Reader etwas unhandlich ist. Selbst wenn 
sich jemand findet, der sowas schreibt.

Gruss Reinhard

Autor: Bernd S. (Gast)
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vielleicht ist das was für dich?

http://www.amazon.de/Computer-Architecture-Quantit...

Ist jedoch nur mit Vorkenntnissen zu verdauen, jedoch ist es ein echt 
amerikanisches Buch, d.h. der Autor erklärt ausreichend und verstrickt 
sich imo nicht zu sehr in akademischem Geschwurbel.

Autor: A. K. (prx)
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Einen guten highlevel Überblick über Aufbau und Abläufe in aktuellen 
PC-Prozessoren liefert Agner Fog, siehe Buch 3 in 
http://www.agner.org/optimize.

Autor: A. K. (prx)
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Reinhard Kern schrieb:

> Ist das dein Ernst? Die gegenwärtige Generation von Prozessoren (Sandy
> Bridge) hat etwas mehr als eine Milliarde Transistoren. Wenn du dir den
> Schaltplan anschaust und durchschnittlich eine Minute brauchst, um die
> Funktion eines Transitors zu verstehen, bist du in rund 2000 Jahren
> fertig damit.

Fairerweise muss man einrechnen, dass rechnerisch weitaus die meisten 
dieser Transistoren zu Speicherstrukturen gehören, beispielsweise den 
diversen Caches, bei denen man sich nicht jeder Speicherzelle einzeln 
widmen muss. Und die 4 Cores auf dem Chip sehen sich auch ziemlich 
ähnlich. Das reduziert die Studiendauer doch erheblich.

Autor: Tommy S. (tommys)
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Hi,

hol Dir aus der Vogel Fachbuchreihe die Bände 4 und 5 (Digitaltechnik 
und Mikroprozessortechnik). Das stehen mal die ganzen Basics drin, dazu 
noch leicht verdaulich geschrieben - taugt auch als Bettlektüre. Von 
dort aus kannst Du aufbauen, z.B. mit "Superscalar Processor Design", 
"Advanced Digital Circuit Design" (allerdings nicht mehr als 
Bettlektüre) und so weiter...

Grüße,
TommyS

Autor: jo (Gast)
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DANKE für Eure Literaturstellen. Das ist wohl alles doch recht komplex.
@
Autor: Reinhard Kern (Firma: RK elektronik GmbH)

irgendjemand hat doch die Chips auch mal entworfen, geschweige denn 
gebaut...

Ich würde gerne nur verstehen was im PC los ist
(Hintergrund ist eine Vorlesung die ich an der RWTH gehört habe, in der 
das doch sehr anschaulich und verständlich erklärt wurde, von gattern zu 
Flip Flops, zu Alus, mehrere Alus zu Prozessoren und so eine Anschauung 
suche ich nochmal ... )

Autor: jo (Gast)
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Da gabs auch ein Schaltbild, in dem gezeigt wurde, wie RAM angesteuert 
wird. Ich kann mich nur noch erinnern, das die zu schreibenden BITS an 
allen zellen anlagen, und über eine Steuerleitung die adressierte Zelle 
(Flip Flop) , und nur die zum schreiben bereit geschaltet wurde. Also, 
es geht doch sehr wohl diese Prinzipen auf Gatterebene aufzuzeigen bzg. 
dann halt ein FlipFlop zu malen...

Autor: A. K. (prx)
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jo schrieb:

> es geht doch sehr wohl diese Prinzipen auf Gatterebene aufzuzeigen bzg.
> dann halt ein FlipFlop zu malen...

Natürlich geht das. Nur sind es zwei paar Stiefel, eine SRAM-Zelle en 
detail zu analysieren, und den Aufbau von aktuellen (PC-) Prozessoren zu 
verstehen. Du hattest in deiner Anfangsfrage das ganze Spektrum 
nahegelegt.

Ausserdem gibts es da noch ein paar Absonderlichkeiten wie 
beispielsweise dynamische Logik - der man in den Grundlagen der 
Gattertechnik nicht so oft begegnet.

Autor: jo (Gast)
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Tommy S. schrieb:
> Hi,
>
> hol Dir aus der Vogel Fachbuchreihe die Bände 4 und 5 (Digitaltechnik
> und Mikroprozessortechnik).

wäre das dann ungefähr das was ich suche?

Autor: Tommy S. (tommys)
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Hi,

> wäre das dann ungefähr das was ich suche?

Das sind die Grundlagen ausgehend von Gattern bis hin zu einem 8051er 
Mikrocontroller. Darauf kannst Du dann mit weiterführender Literatur 
aufbauen. Es gibt auch einiges mehr an Literatur zu dem Thema, aber die 
anderen Bücher fand ich zu trocken und theorielastig. Aber sobald Du 
dann in moderne Prozessorarchitekturen einsteigen willst, wird es 
sowieso ein reines Theoriestudium...

Viel Spass dabei!

Grüße,
TommyS

Autor: joga (Gast)
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Ich würde das Buch vorschalgen, mich wunderts das es noch nicht genannt 
wurde (oder hab ichs übersehen?):

http://www.amazon.de/Computerarchitektur-Strukture...

Galt bei mir im Studium als Standardwerk/Einsteigerbuch.

Beginnt bei einfachen logischen Schaltungen und geht bis zum 
Pentium-Prozessor. Über die verschiedenen Speicher (auch RAM) gibts auch 
einen größeren Teil.

Gruß

Autor: 6502 (Gast)
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Autor: jo (Gast)
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Danke für die Empfehlungen! Ich habe das Buch, vorgeschlagen von joga 
(Autor: joga (Gast)
Datum: 17.04.2012 07:53) bestellt

Danke für alle interessanten Hinweise :-)

Autor: Dussel (Gast)
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Nicht ganz bis zur Gatterebene, aber dafür gut aufgebaut und mit 
Beschreibungen von Mikrocontrollern und modernen Computerprozessoren ist

Klaus Wüst
Mikroprozessortechnik
ISBN 978-3-8348-0906-3

Das gibt es meines Wissens für Studenten auch als E-Book.

Autor: Ich (Gast)
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Google mal nach:
ARM System Developer´s Guide(Designing and optimizing system software
)
Dazu muss es eine .pdf geben.

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