|
|
|
Dieses Ebenenmodell kann
sehr gut zur Klärung der Inhalte, mit denen sich Mikrocomputertechnik
beschäftigt herangezogen werden. Dabei gibt es wie in allen
wissenschaftlichen Fächern Schnittstellen zu anderen Fachgebieten.
|
|
Die unterste Ebene
beschreibt einfache Bauelemente wie: Widerstände, Kondensatoren, Spulen,
Dioden und Transistoren. Diese Ebene lässt sich dem Fachgebiet Elektrotechnik
zuordnen. Die Modelle zur Beschreibung der elektrotechnischen Vorgänge
beinhalten eine große Komplexität. Die Maxwell‘schen Gleichungen beschreiben
diese Vorgänge.
|
|
Die darüber liegende Ebene
ist das Kerngebiet der Digitaltechnik. Die logischen Gatter und die
Flip-Flops als Speicher stehen vereinfacht für das Fachgebiet. Die Register und die dazwischen liegenden
Adress- und Datenleitungen sind Berührungspunkte zwischen Digitaltechnik und
Mikrocomputertechnik.
|
|
Das Mikroprogramm ist
wesentlicher Bestandteil eines jeden Prozessors. Es steuert die gesamten
Abläufe bei Ausführung eines Befehls. Der Entwurf des Mikroprogrammes ist
nicht Gegenstand dieser Vorlesung. Aber jeder einzelne Befehl in den
Programmen löst jeweils die Abarbeitung eines Mikroprogrammes aus.
Abgearbeitet wird dieser Mikrocode mit Hilfe des Steuerwerks.
|
|
Die nächsten Ebenen sind
ureigener Bestandteil der Mikrocomputertechnik. Studieren Sie die
verschiedenen Prozessoren und deren unterschiedliche Architektur in Kapitel 8
des Buches.
|
|
Kombiniert man die Bauteile
der nächsten Ebene: Zähler, Timer, FIFOs, Input-Output-Bausteine mit dem
Mikroprozessor entsteht daraus der Mikrocontroller. Auch DSPs – digitale
Signalprozessoren – bestehen meist aus einem Prozessorkern mit integrierten
Peripheriebausteinen.
|
|
Alle Prozessoren werden mit
Assembler – der Maschinensprache – programmiert. Stellvertretend wurde hier
der 8051-Befehl: MOV A,@R0 gewählt. Der Inhalt der Speicherzelle deren
Adresse in R0 steht wird in den Akkumulator verschoben. Keine Angst …..
diesen Sachverhalt werde ich später nochmals genauer darstellen.
|
|
Jedes Mikrocomputersystem
benötigt ein Betriebssystem. Sobald die Verwaltung von externen
Speichermedien notwendig ist, werden solche Betriebssysteme sehr aufwendig.
Wir werden für den Aufbau von Betriebssystemen nur wenige Grundlagen wie
Interrupt und Polling behandeln. Der Aufbau von Betriebssystemen ist ein
wesentliches Kerngebiet der Informatik.
|
|
Die Übersetzungsprogramme
welche ausführbaren Maschinencode erzeugen werden Compiler genannt. Der
Linker verbindet die einzelnen Programmmodule und weist diesen auch den
Speicherplatz zu. Der Interpreter übersetzt ebenso wie der Compiler die
Programme. Aber im Unterschied zum Compiler während der Abarbeitung des
Programms – also jedesmal.
|
|
Die Weiterentwicklung der
Computersprachen brachte die nächste Ebene hervor: Objektorientierte
Hochsprachen in Form von C++, C#, Java oder Small-Talk.
|
|
Entwicklungswerkzeuge wie
Tollbook, Visual Basic oder auch Simulink ermöglichen das Programmieren mit
Objekten. Ein typisches Objekt wäre ein Fenster zum Öffnen von Dateien.
|
|
Winword, Excel, Powerpoint,
Frontpage oder Maple sind relativ einfach durch den Anwender zu bedienen.
Unterschätzen Sie aber nicht die Komplexität, solche Programme zu entwickeln.
|
|
Intelligente Programme oder
Maschinen mit Intelligenz bilden die oberste Ebene. Der Turing Test
beschäftigt sich genau mit dieser Frage: Können Maschinen die Intelligenz von
Menschen haben.
|
|
|
|
Wobei ich der Überzeugung
bin, dass der Computer die Intelligenz von 1m Feldweg hat. Er hat keinen
Geist, keine Seele und kein Gefühl.
|