Programmieren lernen mit Eas — das Tutorial von Molaskes

Wie der Computer funktioniert:07. Schritt für Schritt

Den Kern des Computers (oder Mikrocontrollers) stellt die zentrale Verarbeitungseinheit dar, die CPU (engl. "central processing unit"). Hier wird das Wunder Computer nun Wirklichkeit. Die Zustände (Bits) aller Eingangs-, Ausgangs- und Steuer-Leitungen werden in der CPU in eigenen Flip-Flops festgehalten, in sogenannten Registern. Dreh- und Angelpunkt ist das Programmzeiger‌ genannte Register. Es startet beim Einschalten des Computers mit dem Wert 0 und wird bei jedem Prozessortakt um 1 erhöht. Den Takt bestimmt ein Quarzkristall-Oszillator, wie in einer Armbanduhr, nur sehr viel schneller. Eine 16-MHz-Uhr tickt 16 Millionen mal pro Sekunde, eine 2-GHz-Uhr 2 Milliarden mal pro Sekunde, um zwei Beispiele zu geben (Mikrocontroller vs PC). Der Quarzkristall pulsiert in seiner elektrischen Schaltung mit einer sehr verlässlichen Resonanzfrequenz, die verwendet wird, um in der CPU Lese- und Schreib-Zyklen zu starten, einschließlich des Erhöhens des Programmzeigers. Der Programmzeiger ist eine Adresse für den Programmspeicher, beim Start mit 0 wird also als erste "Code-Zeile" dessen Inhalt von Adresse 0 ausgeführt. Beim nächsten Takt der Computer-Uhr wird der Programmzeiger zu "1" und die zweite "Code-Zeile" wird ausgeführt, und immer so weiter.
07. Schritt für Schritt
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