Wie funktioniert ein solcher Mikrocomputer?
Hallo,
Ich habe anhand einer vorherigen Frage erfahren, dass es sich hierbei um ein Mikrocomputer handelt. Könnte mir jemand erklären, wie genau dieser Mikrocomputer funktioniert? Was genau ist mit Data Load und manual Control gemeint und was wurde genau in die Anschlüsse gesteckt? Ich bin für jede Antwort sehr dankbar!
4 Antworten
Mikro ist da gar nichts :)
Für das, was er kann, ist er sehr groß.
Das ist eine sehr einfache Form von Computer: Ein simples Rechenwerk, bei der du ein "Zahl" in Binärcode über Kippschalter eingibst und anschließend eine Taste drücken musst, damit die Zahl auf das Ergebnis aufgerechnet wird, das wiederrum binär über LEDs angezeigt wird.
Dieser "Ergebnisspeicher" wird übrigens auch "Register" genannt. Es sieht so aus, als wären mehrere Register vorhanden.
Strenggenommen ist das nichtmal ein richtiger Computer, sondern einfach nur eine simple digitale Addierschaltung in einem Gehäuse für Lernzwecke in einer Schule.
Ungefähr das hier ist im Inneren:
https://learnlearn.uk/alevelcs/wp-content/uploads/sites/20/2020/10/8-bit-adder.png
Auf dem Bild ist nicht klar zu erkennen, welche Rechenoperationen das Ding durchführen kann. Mit etwas mehr Komplexität in der Schaltung ist auch Subtrahieren, Multiplizieren und Dividieren möglich.
Vom Prinzip ist es sowas:
https://nat.museum-digital.de/object/1002321
nur eben elektronisch und digital.
Ein richtiger Computer mit CPU und Arbeitsspeicher funktioniert im Kern ähnlich. Wenn du diesen einfachen Computer verstandne hast, hast du sicher eine ungefähre Vorstellung, wie dein PC zuhause funktioniert - nämlich ganz ähnlich. Nur kann dieser eben viel mehr als so ein Lerncomputer, ist aber auch deutlich komplexer gemacht.
Es ist zwar eine Weile her, aber ich konnte nach langem Hin und Her mit verschiedenen Museen an eine Anleitung kommen. Falls es Sie interessiert können Sie diese hier finden: https://archive.hq.computerhistory.org/resources/access/text/2024/12/102686804-05-01-acc.pdf
Vielen Dank für Ihre Hilfe!
Da Das Ding Ein- und Ausgänge hat und einen Programmier- und Run Modus denke ich, dass das schon ein programmierbarer Computer ist und nicht nur eine einfache Addiermaschine, so in die Richtung Altair 8800.
Um es mal im Vergleich zu sehen:
Das Ding hat weder einen Anschluss für Tastatur, Bildschirm, Drucker. Es hat keinen festen Speicher und kein Betriebssystem.
Du hast eigentlich nur den Kern eines (einfachen) Prozessors und kannst dort bitweise Datenleitungen anschließen.
Mit LEDs kannst du schauen, was im Prozessor gerade passiert, mit Tastern und Schaltern kannst du direkt darauf Einfluss nehmen.
Mikrocomputer heißt es, weil es nicht mehr so groß ist, wie ein ganzes Zimmer.
Im Prinzip funktioniert das Ding wie ein heutiger Computer, nur geb es eben nur Schalter, LEDs und binäre Anschlüsse als Schnittstellen. Welcher Prozessor da nun drin ist ist dem Bild nicht zu übernhehmen.
Mit dem Schalter halt man zwischen dem Programmier- und Ablaufmodus (Run) umgeschaltet. Wenn das Ding so funktionierte wie andere Computer aus der Zeit: Im Programmiermodus konnte man über die Schalterreihe eine Adresse oder Daten binar einstellen und mit der Taste entweder ins Adressregister (Adresse) oder an die antsprechende Stelle im Speicher (Daten) übernhmen. "Display" war wahrscheinlich dazu gut, sich nach dem Einstellen einer Adresse den Inhalt der Speicherstelle anzeigen zu lassen.
Die Daten bestanden hauptsächlich aus den binären Opcodes des auszuführenden Programmes, also welche Operationen der Rechner nacheinander tun sollte. Wahrscheinlich gab es neben Rechenoperationen, Sprüngen, Speichertransfer, etc auch Befehle zur Ein- bzw. Ausgabe, mit denen man entweder die Daten der Eingabebuchsen in den Akkumulator (das "Rechenregister") übernehmen konnte, oder auch den Wert an den Buchsen ausgeben konnte. Da konnte man dann z.B. externe Modelle anschließen, die Ihre Sensorwerte an die Eingabebuchsen angelegt haben und auf Ausgaben an den Outputs reagiert haben.
Der Ablauf war in etwa so, dass man sein Programm auf einem Zettel geschrieben habt, die Befehle in die binären Opcodes umgewandel hat, diese dann Byte für Byte über die Schalter in den Speicher geschrieben hat. Dann die Adresse wieder auf Anfang gesetzt hat und im Run-Modus das Programm hat ablaufen lassen. Während der Abarbeitung konnte man ggf. wieder stoppen und Werte auslesen, um die Abarbeitung zu verfolgen.
Es ist zwar eine Weile her, aber ich konnte nach langem Hin und Her mit verschiedenen Museen an eine Anleitung kommen. Falls es Sie interessiert können Sie diese hier finden: https://archive.hq.computerhistory.org/resources/access/text/2024/12/102686804-05-01-acc.pdf
Vielen Dank für Ihre Hilfe!
Vielen lieben Dank! Das bringt mich unglaublich weiter!
Könnte mir jemand erklären, wie genau dieser Mikrocomputer funktioniert?
Hast du ein paar Wochen Zeit und genug Grundkenntnisse in Elektronik? Wenn man dir jetzt oberflächlich erklären würde wie der arbeitet, würde es viel mehr Fragen aufwerfen.
Grundsätzlich besteht dieser Computer eigentlich nur aus dem Prozessor, ein paar Drähten, Schaltern und LEDs. Mit den Schaltern stellt man den Wert der wichtigsten Register ein.
Instruction Register: Ist die Adresse der aktuell ausgeführten Instruktion
Program Counter: Ist die Adresse der nächsten Instruktion, die ausgeführt werden soll
Im Akkumulator steht das Ergebnis der letzten durchgeführten Berechnung
Mit Data Load kann man Daten in den Datenbus schreiben
Unten rechts kann man noch externe Geräte anschließen und ansteuern, sowie ebenfalls Daten in den Datenbus schreiben.
Im Grunde machst du an dieser Maschine alles das mit der Hand und Schaltern, was man heute mit Assemblercode machen würde.
Genau so. Damit kann man die Arbeitsweise eines Computerkerns erlernen oder daran üben. Alle weiteren Worte würden nichts bringen.