CPU Befehlssatz und Architektur?

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1 Antwort

Die Frage ist reichlich unkonkret. 

EXTREM vereinfacht ausgedrückt, kann man sagen dass die Prozessorarchitektur etwas darüber aussagt, wie der Prozessorkern aufgebaut ist und wie er mit den anderen Komponenten verbunden ist und kommuniziert. So wie es bei Häusern verschiedene Architekturstile gibt, gibt es sie auch bei CPUs. 
In der Regel setzt sich ein Prozessor aber aus einem Register zum Ausführen von algebraischen Operationen (= Arithmetisch-logische Untereinheit = ALU), einem Steuerwerk zur Programmsteuerung, einem Speicherwerk und dem Bus-System zusammen, welches zur Kommunikation mit anderen Komponenten dient.

Was den Befehlssatz angeht (bzw. Befehlssatzerweiterungen): Ein Befehlssatz ist, wie der Name schon sagt, eine Menge (ein Satz) an Befehlen, die die CPU ausführen kann. Früher beherrschten CPUs <100 Befehlen, heute sind es meist mehrere Tausend. Je mehr Befehle die CPU unterstützt, desto besser ist das, denn alles was die CPU von sich aus auf Hardwareebene berechnen kann, muss nicht extra in einer Software nachgerüstet werden. Hardware-Implementierungen eines Algorithmus sind (fast) immer schneller, als wenn man sie in Software umsetzt. Deswegen führen passende Befehlssatzerweiterungen oft dazu, dass der Rechner insgesamt schneller läuft - vorausgesetzt natürlich, die installierte Software nutzt sie auch. (Irrtümlich glauben viele Leute, die Geschwindigkeit hätte -nur- etwas mit der Taktfrequenz bzw. der Anzahl der CPU-Kerne zu tun.)

Ein kleines Beispiel hierfür: Man kann Festplatten unter Linux z.B. mit AES und DM-Crypt/LUKS verschlüsseln. Hat man eine CPU mit AES-NI-Befehlssatzerweiterung, so passiert die Verschlüsselung quasi nebenbei, ohne die CPU merklich zu belasten. Hat man eine solche Befehlssatzerweiterung nicht, muss der Linux-Kernel (also Software) die Verschlüsselung berechnen. Dadurch steigt die CPU-Last, es entstehen Wartezeiten (für andere Programme, die auf der CPU rechnen wollen und auch für den Nutzer). Der Verschlüsselungsprozess dauert um ein Vielfaches länger, als mit einer entsprechenden Befehlssatzerweiterung.

So, das waren ein paar ganz allgemeine Aussagen zu Prozessorarchitekturen und Befehlssätzen. Such dir die wichtigsten Stichworte raus und belies dich dazu. Schau im Zusammenhang mit Befehlssätzen auch mal nach, was Assembler-Programmierung ist, das hilft dir evtl. die Materie besser zu verstehen. Als Literaturquelle kann ich dir das Buch "Mikroprozessortechnik und Rechnerarchitekturen" von Flik empfehlen: http://ogy.de/3tv3
Das ist aus meiner Sicht das Standardwerk zu allen Themen rund um die CPU- und Rechnertechnik.

Viel Erfolg

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