Rechenwerk

Ein weiterer Bestandteil der CPU ist das Rechenwerk:


Definition: Rechenwerk

Definition

Das Rechenwerk ist ein Bestandteil der CPU und führt vom Steuerwerk in Auftrag gegebene Berechnungen durch. Der Hauptbestandteil des Rechenwerks ist die ALU (arithmetic-logical Unit, arithmetisch-logische Einheit).

Damit ist sofort ersichtlich, dass eine Verbindung zwischen Steuerwerk und Rechenwerk existieren muss. Diese Verbindung ist bidirektional, d.h. das Steuerwerk gibt über entsprechende Steuerleitungen eine zu berechnende Funktion in Auftrag und das Rechenwerk liefert den Status der Berechnung, die sogenannten Flags, an das Steuerwerk zurück.


Arbeitsweise des Rechenwerks

Das folgende Video erläutert die Arbeitsweise des Rechenwerks, insbesondere auch die Zusammenarbeit mit dem Steuerwerk.

Video.png
Video


Das Bild der CPU vervollständigt sich langsam:

Cpu4.jpg


Vom Rechenwerk bereitgestellte Funktionen

Wie im Video erläutert, kann das Steuerwerk eine Reihe von Funktionen beim Rechenwerk in Auftrag geben. Diese Funktionen sind u.a.:

  • Addition der Operanden (A + B)
  • Subtraktion (A - B)
  • Multiplikation (A * B)
  • Konjunktion (logisches UND, bitweise)
  • Disjunktion (logisches ODER, bitweise)
  • Vergleich von A und B (bitweise)
  • etc.

Cpu5.jpg


Flags

Ebenfalls im Video erläutert wurden die Statusbits (Flags), die vom Rechenwerk als Ergebnis jeder Operation an das Steuerwerk übermittelt werden. Diese sind u.a.

  • War letztes Ergebnis gleich Null? (ACC = 0?)
  • Waren beide Operanden gleich? (A = B?)
  • War A kleiner als B? (A < B?)
  • Gab es einen Überlauf?
  • etc.

Cpu6.jpg


Aufgabe 1

Aufgabe
Größer als

In den Beispielen für mögliche Statusbits (Flags) sieht man u.a.
"Waren beide Operanden gleich?" sowie
"War A kleiner als B?".

Die dritte Variante "War A größer als B?" muss jedoch nicht vorhanden sein. Warum kann das Steuerwerk auch ohne dieses Statusbit auskommen?