Wie versteht ein Computer, was er bei 0 und 1 machen soll?
Man hat ja nur ein Haufen Hardware, aber wie ermöglicht man es, dass der Computer die Befehle der Maschinensprache versteht und umsetzt? Dasselbe mit Lochkarten...Wie versteht er das? Das ist ja nur Strom an, Strom aus in bestimmter Reihenfolge. Wie kann er etwas damit anfangen? Mich verwirrt das.
8 Antworten
In etwa auf die gleiche Weise, wie eine Taschenlampe "versteht", dass sie leuchten soll, wenn der Schalter gedrückt/geschoben wird.
Nur dass es im Fall eines PCs nicht nur einen Schalter gibt sondern einige Millionen (ggf. auch noch mehr) von winzig kleinen Schaltern, die wiederum von anderen Schaltern durch ein entsprechendes Signal angesteuert werden können.
Und je nachdem, welche Schalter nun in welcher Position sind, siehst du entweder bunte Bildchen auf dem Bildschirm oder hörst über nen Livestream jemandem dabei zu, wie er den Inhalt seines Kühlschrankes kommentiert, während er die Lebensmittel alphabetisch durchsortiert (Apfelsaft, Butter, Cheddar, Dinkelmilch, Emmentaler, usw...). ^^
Das ist ja nur Strom an, Strom aus in bestimmter Reihenfolge.
Zunächstmal ist es nicht Strom an, Strom aus, da nicht mit Strom, sondern mit Spannungspegeln also 0v oder z.B. 1V geschalten wird. Strom fließt nur aufgrund der Kapazitäten.
Wie kann er etwas damit anfangen?
Es wird in der Regel mit mehreren Leitungen gearbeitet die über Bauelemente logisch verknüpft werden. Also z.B. ein Nand-Gatter das am Ausgang eine 0 liefert, wenn an allen Eingängen eine 1 anliegt. Über mehrere Ebenen hinweg lassen sich damit dann logische Schaltungen realisieren, z.B. die Addtion von zwei Zahlen.
Dann wird das Ganze meißt noch getaktet, d.h. der Ausgang einer Logicstrufe der zu einen bestimmten Zeitpunkt anliegt wird für einen Takt unverändert gehalten.
Danke. Darf ich fragen, in welchem Studiengang/welcher Ausbildung du das gelernt hast?
Das lässt sich einfacher verstehen, wenn man sich einen mechanischen Computer betrachtet. Das hier ist ein sehr einfacher mechanischer Computer, bei dem die Nullen und Einsen mit Holzstäbchen in einer Kette gespeichert werden.
https://www.youtube.com/watch?v=vo8izCKHiF0
Der Mechanismus ist einfach so aufgebaut, dass die Befehle, die das Gerät liesst, die richtigen Aktionen auslöst.
Die Nullen und Einsen werden in einem speziellen Speicher hintereinander aufgereiht. Und dann vergleicht die Hardware diesen Code, ob der zu einem bestimmten Maschinenbefehl passt. Und abhängig davon behandelt er die nachfolgenden Zeichenketten entweder als Zahlen oder weitere Befehle.
Beispiel: Der Code wird als "Addiere 2 Zahlen" erkannt. Dann holt sich der Computer neue Daten und geht davon aus, dass es die Zahlen sind, die er addieren soll. Wenn er die beiden Zahlen dann addiert hat, steht das Ergebnis noch im Ergebnisspeicher. Der darauf folgende Befehl könnte dann diese Zahl hernehmen und weiter verarbeiten.
Das ganze ist unglaublich umständlich und hört sich langwierig an. Aber durch die hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit merkt man die vielen Verarbeitungsschritte nicht.
Nur ganz grob und nur halbwahr beschrieben, weil sonst zu kompliziert: :-)
Das sind alles Schalter, die sich gegenseitig beeinflussen. 1 - Strom fließt, 0 - nicht.
Irgendwo in dieser endlosen Schalterkette sind dann so Sachen wir Bildschirmpixel. Je nachdem, welche und wie viele Schalter ein oder aus sind, bestimmt sich Helligkeit und Anteil der Rot/Grün/Blauanteile. Dasselbe mit Audio.
Ein Programm bestimmt, welche Schalter in welcher Reihenfolge an/ausgehen, welche anderen Schalter schalten und so weiter.