Mikrocomputertechnik Prof. Jürgen Plate

1 Einführung

• Tisch-/Personal-Computer (PC),
• Einplatinen-Computer (embedded systems),
• Ein-Chip-Computer.

Handelte es sich bei den ersten Systemen noch um nur in wenigen Stückzahlen gefertige Geräte mit hohen Anschaffungs- und Betriebskosten sowie riesigem Platzbedarf und geringer Zuverlässigkeit, so beanspruchen die die ab 1955 entwickelten Maschinen ihre Rolle als erste kommerziell erfolgreiche Systeme.

Die Fortschritte der Fertigungstechnik erlauben eine immer weiter voranschreitende Packungsdichte der integrierten Schaltungen und verbilligen gleichzeitig deren Herstellung. Mit dem Personal Computer (PC) und den Heimcomputern (denen nur eine kurze Lebendauer beschieden war) begann der Einzug der Mikrocomputer und Mikrocontroller in alle Lebensbereiche. Heute enthält beispielsweise ein Mittelklassse-PKW eine zweistellige Anzahl vom Mikrocontrollern.

Parallel zur Entwicklung der CPU entwickelte sich die Landschaft der zugehörigen Peripherie. Die erste Rechnergeneration verfügte noch über keine dedizierten Peripheriegeräte. Eingaben wurden direkt, durch Schalttafeln und Erstellung von Hardwareverbindungen, an der Maschine vorgenommen. Ausgaben erfolgten über Lampen oder andere Signalgeber. Ab den 1955er Jahren finden sich zunehmen externe Geräte zur Abwicklung und dauerhaften Speicherung der verarbeiteten Daten und Programme. Es begann mit Lochstreifen, die später durch Lochkarten abgelöst wurden. Als Ein- und Ausgabegerät kamen modifizierte Fernschreiber oder entsprechend angepasste elektrische Schreibmaschinen hinzu. Später wurden sie von Textbildschirmen abgelöst. Bei Embedded Systemen (Computersysteme, die in Geräten zur Steuerung dienen) gibt es meist keine Peripherie im klassischen Sinn, sondern dort fungieren Sensoren und Aktoren (Relais, Motoren etc.) als Ein- und Ausgabe.

Wesentliches Element einer Rechnerarchitektur ist der Prozessor (engl. central processing unit, CPU), der die Hauptteile der Verarbeitung übernimmt. Der stetiger Leistungszuwachs der CPU richtete sich in der Vergangenheit nach dem Moore'schen Gesetz, das auf Basis empirischer Daten eine Verdopplung der Transistorenanzahl pro Chip (und damit der Leistungsfähigkeit) alle anderthalb Jahre voraussagt.

Aktuelle Prozessoren folgen dem folgenden schematischen Aufbau, der die zentralen Architekturkomponenten Leitwerk, Rechenwerk (arithmetic and logic unit, ALU), Registersatz und typischerweise den Mikroprogrammspeicher umfaßt.

Diese, nach dem Erfinder als "von-Neumann-Architektur" bezeichnete, Architektur prägt den Aufbau von Rechenanlagen seit den 1950er Jahren und gilt im Kern bis heute (siehe unten, 1.1). Einige Engpässe der von-Neumann-Architektur beruhen auf der Gleichbehandlung von Daten und darauf arbeitenden Programmen und der sequenziellen Verarbeitung.

Moderne CPU-Architekturen (z. B. Intel Pentium, AMD Athlon und Power PC) verfügen innerhalb einer CPU über mehrere Rechenwerke, insbesondere solche für Fest- und Gleitkommaoperationen.

Das Leitwerk steuert den gesamten Verarbeitungsfluss. Zur Regelung der Verarbeitung speichert das Leitwerk prozessorinterne Zustände (Status von Berechnungen und Fehlerindikatoren) in CPU-internen Speichern, den sog. Registern.

Der Registersatz wird durch eine Reihe von Speicherzellen, die direkt in der CPU untergebracht sind realisiert. Diese Speicherform stellt die schnellste und gleichzeitig teuerste Form des Speichers dar. Register besitzen typischerweise eine feste Länge, die mit der verarbeitbaren Wortlänge der CPU korrespondiert. Häufig werden die zur Verfügung stehenden Register bezüglich ihrer Funktionsweise, d.h. ihres Einsatzgebietes unterschieden, da oftmals nicht jedes Register für jeden Maschinenbefehl zur Verfügung steht. Minimalanforderung an einen Registersatz ist die Bereitstellung eines Befehlszählers (Befehlszeigerregister, engl. Instruction Pointer Register), der die Adresse des nächsten abzuarbeitenden Befehls enthält.
Darüber hinaus sind Register zur Aufnahme des Rechenergebnisses (Akkumulator) und zur Aufnahme von Adressen (Stackpointer, Indexregister) sowie ein Status- und Kontrollregister üblich.

1.1 Von-Neumann-Architektur

Im Jahre 1944 legte John von Neumann, ein ehemaliges Mitglied des ENIAC-Projektes, ein Architektur-Konzept für einen speicherprogrammierten Universalrechner vor. Sein erster Entwurf ist heute als "von-Neumann-Maschine" oder "von-Neumann-Architektur" bekannt - ein weitsichtiges und visionäres Konzept, das auch noch aktuellen Computern zugrunde liegt. Eine Von-Neumann-Maschine weist folgende wichtige Merkmale auf:

• Steuerwerk, Leitwerk (Befehlsprozessor), das den Programmablauf steuert. Die Befehle werden interpretiert und deren Ausführung veranlasst, gesteuert und überwacht (Ablaufsteuerung zur Bearbeitung der Befehle).
• Rechenwerk (Datenprozessor), das die zu bearbeitenden Daten verknüpft und verändert. Dern Kern bildet die ALU (Arithmetical and Logical Unit) zur Bearbeitung der Daten.
• Speicher, der sowohl Programmbefehle als auch Daten aufnimmt (Hauptspeicher, Arbeitsspeicher, Main Memory). Die Daten/Befehle liegen binär verschlüsselt, also als 0/1-Folgen vor. Prinzipiell besteht kein Unterschied zwischen Daten und Befehlen. Unterteilung in Speicherplätze (Speicherzellen, Speicherworte), die über Adressen angesprochen werden.
• Ein- und Ausgabewerk (E/A-Prozessoren), welche die Schnittstelle zur Außenwelt (Peripherie) bilden. Zusammen mit den E/A-Geräten besorgen sie die Kommunikation mit der realen Umwelt.

Die Struktur des Rechners ist unabhängig von dem zu bearbeitenden Problem ( Universalrechner). Die verschiedenen Aufgaben werden durch entsprechende Programme gelöst. Programme und von diesen benötigte Daten werden in einem gemeinsamen Speicher abgelegt. Die Speicherplätze sind gleichlang und werden über Adressen einzeln angesprochen.

Die bedeutendste Neuerung war von Neumanns Idee, Programm und Daten zuerst in den Speicher zu laden und dann auszuführen. Bis dahin war das Programm noch hardwaremäßig verschaltet oder wurde über Lochstreifen schrittweise eingelesen und sofort (streng sequentiell) bearbeitet. Nun war es möglich:

• Sprünge aufgrund logischer Entscheidungen auszuführen
• Programmcode während des Programmablaufes zu modifizieren

Vorteile der v. Neumann-Architektur:

• Einfachheit (übersichtlich, minimaler HW-Aufwand)
• maximale Flexibilität (bei genügend elementaren Befehlen)

Nachteile der v. Neumann-Architektur:

• Im Speicher kann man Befehle und Daten nicht unterscheiden.
• nur ein Verbindungsweg zwischen CPU und Speicher (zwischen CPU und Speicher wird immer nur ein Wort transportiert)
• sequentielle Verarbeitung von Befehl und Datum v. Neumann-Flaschenhals

Da Daten und Befehle im Speicher gehalten werden, wird die Verbindung und Datenübertragung zwischen CPU und Speicher bzw. zur Ein-/Ausgabe über den Systembus zum sogenannten Von-Neumann-Flaschenhals. Jeglicher Datenverkehr von und zur CPU wird über den internen Bus abgewickelt, dessen Transfergeschwindigkeit langsamer ist, als die Verarbeitungsgeschwindigkeit der CPU. Dieses Problem versucht man in modernen PC's durch die Verwendung von schnellem Cache-Speicher, der meist in der CPU integriert ist, abzuschwächen.

Operationsprinzip (siehe auch 1.3)

Die CPU kann nur elementare, (fest verdrahtete) Befehle verarbeiten ( Maschinenbefehle). Jedes Programm besteht also aus einer Folge elementarer Befehle. Da im Speicher nicht zwischen Daten und Befehlen unterschieden wird, muss das Leitwerk entscheiden, ob der Inhalt einer Speicherzelle als Befehl oder Datum aufzufassen ist. Es gibt somit zwei Zustände des Rechners: Befehl holen (Interpretieren als Befehl) und Befehl ausführen (Interpretation als Datum). Entsprechend gibt es zwei Phasen der Programmabarbeitung:

• 1. Phase: Der (durch den sogenannten Befehlszähler) referierte Speicherplatzinhalt wird geholt und als Befehl interpretiert (Befehlsholphase, instruction fetch)
• 2. Phase: Der Speicherplatzinhalt der durch den Befehl spezifizierten Adresse wird geholt, als Datum interpretiert und dem Befehl entsprechend verarbeitet (Befehlsausführungsphase, instruction execution)

Dieses Zweiphasenschema erfordert eine streng sequentielle Ausführung eines Programms, d.h. es sind zwar Sprünge möglich, jedoch keine parallele Bearbeitung mehrerer Befehle. Ein v. Neumann-Rechner bearbeitet zu jedem Zeitpunkt immer nur einen Befehl, der immer eine Datenoperation im Rechenwerk bewirkt.

Komponenten der von-Neumann-Rechnerarchitektur

Die CPU besteht aus Recheneinheit (ALU) und Steuereinheit. Die ALU hat eine feste Wortbreite, z. B. 8, 16, 32 oder 64 Bit, ihre Aufgabe besteht in der Bearbeitung der Daten, besonders dem Ausführen von arithmetischen und logischen Operationen.

Zur wichtigsten Aufgabe der Steuereinheit gehört die Koordination der zeitlichen Abläufe im Rechner. Dazu muss die Steuereinheit die Befehle aus dem Speicher holen, entschlüsseln und deren Ausführung steuern. Die Steuereinheit besteht aus Befehlsregister, Befehlsdecoder, Speicheradressregister und Befehlszähler (Program Counter).

Der Speicher eines von-Neumann-Rechners besteht aus einer Vielzahl von Speicherworten, die wahlfrei adressiert werden können.

Innerhalb eines von-Neumann-Rechners erfolgt der Datentransport auf internen Datenwegen, den Bussen:

• Der Datenbus wird normalerweise parallel übertragen, d. h. bei einem 32-Bit-System besteht der Datenbus aus 32-Leitungen. Er transportiert Speicher- oder E/A-Daten von und zur CPU.
• Der Adressbus besteht aus den Adressleitungen, deren Anzahl vom Adressbereich der CPU abhängt.
• Der Steuerbus koordiniert den Zugriff auf die Komponenten und enthält u. a. Leitungen für die Interrupt-Steuerung, Buszugriffssteuerung, der Taktung, Reset- und Statusleitungen.

1.2 Befehlszyklus

• Im Befehlsregister (IR, Instruction Register) befindet sich jeweils der aktuell bearbeitete Befehl
• Der Befehlsdecoder entschlüsselt den Befehl und erzeugt die zur Ausführung notwendigen Hardware-Steuersignale
• Im Speicheradressregister (MAR, Memory Adress Register) steht die Adresse des nächsten auszuführenden Befehls oder die Adresse eines Datenwortes, falls zur Ausführung eines Befehls ein Datenwort vom Speicher geholt bzw. in den Speicher gebracht werden muss.
• Der Befehlszähler (PC, Program Counter) enthält die Adresse des nächsten auszuführenden Befehls.

• die Befehle stehen im Speicher.
• das Leitwerk "weiß" jederzeit, welcher Befehl als nächster auszuführen ist.
• die Adresse (= Nummer der Speicherzelle) des nächsten auszuführenden Befehls steht in einem speziellen Register des Leitwerks, dem Befehlszähler (Program Counter, PC, BZ, Instruction Address Register, IAR, Instruction Pointer, IP).
• üblicherweise stehen aufeinanderfolgende Befehle in aufeinander folgenden Speicherzellen, der zuerst auszuführende Befehl hat die niedrigste Adresse.
• zu Beginn des Programms wird der BZ mit dessen Startadresse geladen.

Ablauf des Befehlszyklus

Der Befehl im OR wird nun decodiert (Befehlsdecoder) und der Ablaufsteuerung zugeführt. Diese ist in der Regel als Mikroprogramm realisiert. Die Ablaufsteuerung erzeugt nun die nötigen Steuersignale.

Benötigt der Befehl Operanden, so wird deren Adresse aus dem Inhalt des AR ermittelt. Häufig ist im Befehl nicht die tatsächliche Operandenadresse, sondern nur eine Teilinformation enthalten, die noch geeignet ergänzt werden muss ( Adressrechnung.

Nun erfolgt ein Speicherzugriff (4a) auf die so festgestellten Operanden-Adresse. Der Operand wird in das vom Op-Code spezifizierte Register oder in das Rechenwerk (4b) oder in die ausgewählte Speicherzelle gebracht.

Falls durch den Op-Code weitere Teiloperationen gefordert sind, werden diese nun ausgeführt. Dabei kann auch der Inhalt des BZ verändert werden (Sprungbefehle, Unterprogramm-Aufrufe).

Die Befehlszyklen verschiedener Befehle können unterschiedlich lang sein. Die tatsächliche Dauer eines Befehlszyklus hängt von der Taktfrequenz der CPU ab. Der gesamte Ablauf in der CPU wird durch einen zentralen Takt gesteuert. Ein Befehlszyklus kann in eine Reihe von Maschinenzyklen zerlegt werden (z.B. Speicherzugriff in einem Maschinenzyklus). Ein Maschinenzyklus kann eine oder mehrere Taktperioden (Arbeitstakt des Prozessors) dauern.

1.2 Erhöhung der Leistungsfähigkeit

• Verlagerung der Prozessorfunktionen bei der Ein-/Ausgabe auf das E/A-Werk ("intelligente" Schnittstellen, E/A-Prozessoren, Vor-Rechner, Front-End-Rechner).
• Weiterentwicklung des Architekturprinzips durch Steuerung der einzelnen Funktionseinheiten über eigene Prozessoren, wodurch eine teilweise Parallelarbeit möglich wird.
• Bearbeiten einzelner, spezieller Befehle durch Spezialprozessoren, die abwechselnd mit der "normalen" CPU arbeiten (z. B. Arithmetik-Koprozessor).

Vermeiden oder Mildern des v. Neumann-Flaschenhalses

• Neue Rechnerarchitekturen durchbrechen den streng sequentiellen Ablauf des v. Neumann-Rechners durch Parallelisierung verschiedener Abläufe im Computer.
• Feldrechner bestehen aus mehreren parallelen Rechenwerken, mit gemeinsamen Steuerwerk. So kann die gleiche Operation auf vielen verschiedenen Datenwerten (Feldern) gleichzeitig ausgeführt werden.

Asynchrone Trennung von Befehlshol- und -ausführungsphase

• Pipeline-Rechner: Entweder mehrere hintereinandergeschaltete Rechenwerke, die verschieden Aufgaben erfüllen, aber gemeinsam gesteuert werden oder Aufbau eines Prozessors mit hintereinandergeschalteten spezialisierten Teilelementen. Die einzelnem Befehle werden in Teilaufgaben zerlegt, die nach einander von den hintereinandergeschalteten Teilelementen bearbeitet werden.

  

  Die nächste Operation kann bereits begonnen werden, wenn die vorhergehende in die nächste "Station" gelangt ist.

  Gleichzeitige Bearbeitung mehrerer Befehle (schematisch dargestellt)

  Zur selben Zeit führt jedes Verarbeitungselement verschiedene Operationen auf unterschiedlichen Daten durch.
  überlappende Befehlszyklen

• Vektorrechner: Kombination mehrerer Pipelines
• Multiprozessorsysteme: Koppelung mehrerer Prozessoren, die auf den gleichen Speicher (bzw. Speicherbereich) zugreifen und weitgehend unabhängig voneinander arbeiten. Jede CPU kann ein eigenes Programm bearbeiten MIMD.
• Polyprozessorsysteme: Multiprozessorsystem mit verteilter Kontrolle, bei dem die einzelnen CPUs autonom arbeiten, aber miteinander kommunizieren und kooperieren.

  Meist besitzt jeder Prozessor einen eigenen Speicher, z. B. Transputer. Fehlertolerante Mehrrechnersysteme eng/lose gekoppelt (z. B. in der Raumfahrt).

1.4 Die Harvard-Architektur

Die Harvard-Architektur ist im Kern älter aus die von-Neumann-Architektur, denn die ersten Computer (etwa die Zuse 3) hatten eigentlich nur einen Datenspeicher. Der "Programmspeicher" manifestierte sich als Lochstreifen oder -karten. Erst später wurde das Programm auf Speichermedien, z. B. einem Trommelspeicher abgelegt. Typisch war also die Trennung von Daten- und Programmspeicher.

Die Harvard-Architektur bezeichnet heute ein Schaltungskonzept zur Realisierung besonders schneller CPUs und Signalprozessoren. Befehlsspeicher und Datenspeicher sind voneinander getrennt und werden über getrennte Busse angesteuert. Daher können Befehle und Daten gleichzeitig geladen, bzw. geschrieben werden. Bei einer klassischen Von-Neumann-Architektur sind hierzu mindestens zwei aufeinander folgende Buszyklen notwendig. Zudem sorgt die Trennung von Daten und Programm dafür, dass bei Softwarefehlern kein Programmcode überschrieben werden kann. Nachteilig ist allerdings, dass nicht benötigter Datenspeicher nicht als Programmspeicher genutzt werden kann.

Die Harvard-Architektur wurde zunächst überwiegend in RISC-Prozessoren konsequent umgesetzt. "RISC" steht für "Reduced Instruction Set Computer" (Computer mit eingeschränktem Befehlssatz - siehe unten). RISC-Prozessoren haben einen kleinen Befehlssatz, bei dem aber fast alle Befehle innerhalb eines einzigen Taktzyklus ausgeführt werden können.

Moderne Prozessoren in Harvard-Architektur sind in der Lage, parallel mehrere Rechenwerke gleichzeitig mit Daten zu füllen und auf diesen Daten Befehle auszuführen. Ein weiterer Vorteil der Trennung besteht darin, dass Datenwortbreite und Befehlswortbreite unabhängig voneinander sind. Damit kann, falls erforderlich, die Effizienz des Programmspeicherbedarfs verbessert werden, da sie nicht direkt von den Datenbusbreiten abhängig ist, sondern ausschließlich vom Befehlssatz. Besonders bekannte Vertreter dieser Architektur sind die Produkte der Firma Microchip Technology Inc. (PIC) und die Mikrocontroller der AVR-Reihe von Atmel.

Eine bedeutende Erweiterung der Harvard-Architektur wurde von Analog Devices durch die Einführung der SHARC-(Super-Harvard-Architecture)-Technologie vorgenommen, bei der die Speichersegmente als Dual-Port-RAMs ausgeführt sind, die kreuzweise zwischen den Programm- und Daten-Bussen liegen.

Viele moderne Prozessoren verwenden eine Mischform aus Harvard- und von-Neumann-Architektur, bei der innerhalb des Prozessors Daten und Programm voneinander getrennt verwaltet werden. Es existieren eigene Cache-Speicher und Memory Management Units mit getrennten internen Bussen. Extern wird jedoch in einem gemeinsamen Speicher zugegriffen. Beim Pipelining besteht der Vorteil dieser Mischform darin, dass deren einzelne Pipelinestufen in Bezug auf Speicherzugriffe getrennt arbeiten können.

RISC "Reduced Instruction Set Computer"

Hat man anfangs versucht, beim Design neuer Prozessor-Chips immer mehr und immer leistungsfähigere Befehle zu integrieren (Complex Instruction Set Computer, CISC), so wird beim RISC-Prozessor der umgekehrte Weg beschritten.

Für jeden Befehl des Prozessors gibt es eine fest verdrahtete Folge von Ablaufschritten im Chip, das Mikroprogramm. Je komplexer und mächtiger ein Befehl ist, desto mehr Einzelschritte muss das Mikroprogramm auf den Chip durchlaufen und desto mehr Taktzyklen sind notwendig, bis der Prozessor den nächsten Befehl verarbeiten kann. So liegt z.B. beim Prozessor 8088 die Zahl der Taktzyklen für einen Befehl zwischen 2 und 190.

RISC-Prozessoren haben einen kleinen Befehlssatz, bei dem aber fast alle Befehle innerhalb eines einzigen Taktzyklus ausgeführt werden können. Das bedeutet auch eine Vereinfachung des Chips und erreicht auf diese Weise höhere Taktfrequenzen. Typische RISC-Mikrocontroller sind die PIC-Modelle von Microchip und etliche Atmel-Prozessoren.

1.5 Begriffe

Mikrocomputer:

• Datenverarbeitungssystem mit einem Mikroprozessor als CPU
• Extrem räumlich verkleinertes DVS (PC, Laptop, Steuerechner, etc.)
• Leistungsfähigkeit eingeschränkt gegenüber Mini- und Groß-DVS
• Verwendung häufig als Steuerungsrechner

Mikroprozessor:

• Auf einem Chip integrierte Steuer- und Verarbeitungseinheit, die als CPU im Mikrocomputer verwendet wird (Steuer- und Leitwerk)
• Mikroprozessor alleine ist nicht einsatzfähig - erst der Mikrocomputer
• Mikrocomputer = Mikroprozessor + Speicher + E/A-Bausteine [+ Peripherie]

Mikrocontroller:

• Mikrocomputer, die auf einem Chip integriert sind Single-Chip-Mikrocomputer
• begrenzter Arbeitsspeicher (meist weniger als 1 MByte)
• kein Massenspeicher (Festplatte,...)
• längere Zykluszeiten (PC: bis GHz, MC: wenige MHz)
• Möglichkeit der Signalverarbeitung (z. B.: integrierte serielle Schnittstelle, Analog-/Digital-Wandler, Zeitgeber, Impulszähler)

1.6 Entwicklung

• SSI (small scale integration): einige Gatter
• MSI (medium scale integration): Zähler, Register, ALU
• LSI (large scale integration): Mikroprozessor, Speicher
• VLSI (very large scale integr.): komplexere Mikroprozessor, Speicher
• ULSI (ultra large scale integr.): Speicher hoher Kapazität

Die zunehmende Integrationsdichte führte zu immer stärkerer Spezialisierung der Funktion und zur Einschränkung der Einsatzmöglichkeiten kundenspezifische LSI-Schaltkreise. Auswege:

• standardisierte Bausteine
• programmgesteuerte Bausteine (Mikroprozessor, Mikrocomputer)

Der erste Mikroprozessor wurde 1970/71 von Intel als Steuerbaustein für ein Bildschirmterminal entwickelt. Da er für den vorgesehenen Zweck zu langsam war, wurde er als universeller Steuerbaustein vermarktet (4004, 8008). Durch Zufall kam dieses Produkt zur richtigen Zeit als Alternative zu kundenspezifischen Bausteinen auf den Markt. Folge: sensationell zunehmende Entwicklung des Mikrocomputer-Einsatzes. Die Entwicklung erfolgte in zwei Richtungen:

• Ersatz festverdrahteter Logikschaltungen Verwendung des Mikrocomputer als spezieller Steuerungsrechner
• Entwicklung kleiner und billiger Universalrechner Personal Computer

Die ersten Mikroprozessoren von Intel, 4004 und 8008

Mikrocomputer als Ersatz festverdrahteter Logik

• Single-Chip-Mikrocomputer mit RAM und ROM auf dem Chip
• Mikroprozessor + ROM + E/A-Baustein mit integr. RAM

Einsatzbeispiele:

• Meßtechnik:
  komfortable und leistungsfähige Meßgeräte (Bereichswahl, Berechnung, Eichkurven, graph. Darstellung, ...)
• Steuerung:
  NC-Maschinen, Prozeßsteuerung, Roboter, SPS, automat.Testsysteme, KFZ-Technik
• Nachrichtentechnik:
  Fernsprechtechnik + Vermittlungstechnik (Nebenstellenanlagen, ISDN, Mobiltelefon, ...), Telefax, Sender + Empfänger, Radar, Spracherkennung, ...
• Bürotechnik:
  Kopierer (heute schon voll digital), Registrierkassen, Schreibautomaten, Anrufbeantworter, ...
• KFZ-Elektronik:
  Motorsteuerung, ABS, Bord-Computer, Verkehrsleitsysteme, Diagnose-Computer, ... letzte Entwicklungen: autonomes, "sehendes" Fahrzeug
• Haushaltelektronik:
  Waschmaschine, Nähmaschine, Heizungssteuerung, Alarmanlagen, ...
• Unterhaltungselektronik:
  Radio- und Fernsehgeräte, HIFI-Geräte, Videorecorder, Satelliten-Empfänger, ...
• Datenverarbeitung:
  Intelligente Peripherie (Terminals, Drucker, Plotter, Scanner, ...)

Eines der ersten Entwicklungssysteme: KIM1 mit Prozessor 6502, 1 kByte Speicher, Hex-Tastatur und Siebensegmentanzeige

Mikrocomputer als Universalrechner

• Durch Vernetzung dezentrale DV
• Vorstoß in den Bereich der Minicomputer Die 16-, 32- und 64-Bit-Mikroprozessor zielen in diese Richtung.

Kennzeichen:

• Verwendung höherer Programmiersprachen
• komplexe und leistungsfähige Betriebssysteme
• Funktionsmerkmale von Großrechnern (virtuelle Speicherung, Cache)

Technische Entwicklung:

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Copyright © FH München, FB 04, Prof. Jürgen Plate

Letzte Aktualisierung: 05. Mär 2011