Hardwarestrukturen
Hardwarestrukturen bezeichnet die Anordnung und Organisation der physikalischen Bauelemente eines Computers oder eines anderen digitalen Systems. Sie umfasst die Komponenten, die Daten verarbeiten, speichern und übertragen, wie CPU-Kerne, Speichersysteme, Steuerwerke, Busse und Peripheriegeräte. Hardwarestrukturen spiegeln die Entscheidungen wider, wie Aufgaben in Schaltkreise umgesetzt, parallele Verarbeitung genutzt und Energieverbrauch gesteuert wird.
Auf abstrakter Ebene gibt es logische Strukturen, Mikroarchitektur und physische Umsetzung. Die logische Struktur befasst sich
Typische Architekturansätze sind Von-Neumann, mit gemeinsamem Speicher für Programme und Daten, und Harvard, mit getrennten Speichern
Moderne Hardwarestrukturen umfassen Mikroprozessorarchitekturen, FPGAs, ASICs und SoCs. Unterscheidung nach Anwendung: general-purpose CPUs, spezialisierte Beschleuniger (GPUs,
Bei der Gestaltung spielen Pipelining, Parallelität, Speicherkohärenz, Energieeffizienz und Sicherheit eine Rolle. Hardwarebeschreibungssprachen (HDL) wie VHDL
In Forschung und Praxis beeinflussen Hardwarestrukturen Leistung, Kosten und Zuverlässigkeit von Computersystemen. Trends umfassen heterogene Rechenplattformen,