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## 📘 **Zusammenfassung: V1 Einführung – Computerarchitektur**
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### 🏛️ Was ist Computerarchitektur?
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- **Definition:** Untersuchung, wie alle Teile eines Computersystems entworfen werden müssen, um eine optimale Programmierung zu ermöglichen.
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- **Enthält:** Datentypen, Operationen, Merkmale, Komponenten auf unterschiedlichen Ebenen.
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- **Begriffspaare:**
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- **Computerarchitektur** = was der Programmierer „sieht“ (Befehlssatz, Speicher, IO)
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- **Computerorganisation** = wie es technisch umgesetzt ist (Mikroarchitektur, Logikgatter)
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### 🔄 Wichtige Kundenfragen
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- Ist der neue Rechner **kompatibel**?
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- Betriebssystem, Programme, Peripherie => **Abwärtskompatibilität**
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- Unterschiedliche Bedürfnisse von Mensch & Maschine → **Abstraktion nötig**
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### 🪜 Ebenen der Abstraktion (Virtuelle Maschinen)
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1. **Ebene 0 – Digitale Logik:** Gatter, Flipflops
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2. **Ebene 1 – Mikroarchitektur:** ALU, Register, Datenpfade
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3. **Ebene 2 – Befehlssatzachritektur (ISA):** Maschinensprache
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4. **Ebene 3 – Betriebssystem:** Multiprogramming, IO-Abstraktion
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5. **Ebene 4 – Assemblersprache:** maschinennahe Programmierung
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6. **Ebene 5 – Problemorientierte Sprachen:** unabhängige Algorithmen, Compiler oder Interpreter
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### 📜 Historie der Computer
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#### Nullte Generation (vor 1945)
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- Mechanische Rechenmaschinen (Pascal, Leibniz, Babbage)
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- Zuse Z3 (1941) – erster programmgesteuerter Computer
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#### Erste Generation (1945–1955)
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- Relais, Vakuumröhren
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- **ENIAC**, **COLOSSUS**, **IAS-Maschine**
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- Einführung der Mikroprogrammierung (Wilkes, 1951)
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- Von-Neumann-Architektur:
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- Gemeinsamer Speicher für Daten & Programme
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- Vorteil: Programme können sich selbst ändern
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- Harvard-Architektur:
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- Trennung von Daten- & Programmspeicher
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- Vorteil: schneller & sicherer
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#### Zweite Generation (1955–1965)
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- **Transistoren** ersetzen Röhren
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- Minicomputer (DEC PDP)
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#### Dritte Generation (1965–1980)
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- **Integrierte Schaltungen**
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- IBM System/360 → Abwärtskompatibilität
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#### Vierte Generation (ab 1980)
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- **VLSI (Very Large Scale Integration)**
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- Personal Computer (IBM PC, Commodore, Apple)
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- RISC vs. CISC Architekturen
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#### Fünfte Generation (heute)
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- Cloud Computing, Mobile Geräte, Embedded Systems
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### 🚀 Meilensteine
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- **Intel 4004 (1971):** erster Mikroprozessor (4-bit)
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- **Intel 8080, 8086:** Vorläufer moderner x86-Architektur
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- **Cray-1 (1977):** erster Vektorrechner/Supercomputer
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- **PDP-11 (1970):** Unix & Programmiersprache C entstanden darauf
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### 📚 Literatur (Hauptquelle für Klausurvorbereitung)
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- Patterson & Hennessy:
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- _Rechnerorganisation und Rechnerentwurf_
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- _Computer Organization and Design_ (RISC-V Edition)
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### 🧠 Für die Klausur merken
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✅ Unterschiede Von-Neumann vs. Harvard-Architektur
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✅ Abstraktionsebenen (0–5) und ihre Funktionen
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✅ Historische Entwicklung + wichtige Computer/Prozessoren
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✅ Begriffe wie ISA, Mikroarchitektur, VLSI, Abwärtskompatibilität
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✅ Beispielfragen: „Warum war der Intel 4004 revolutionär?“ oder „Worin liegt der Vorteil der Harvard-Architektur?“
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