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Re: Funktionserklärung zur CPU

From Michael Zink <michael@swamp.franken.de>
Newsgroups ger.ct
Subject Re: Funktionserklärung zur CPU
Date 2015-12-28 09:58 +0100
Organization none
Message-ID <decbu0F607dU1@mid.individual.net> (permalink)
References <n5ou15.3h0.1@mid.maikkoenig.de>

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On Sun, 27 Dec 2015 14:53:24 +0100, Maik Koenig wrote:

>Frage: Wie funktioniert eine CPU?

Dazu wurde ja schon einiges geschrieben. Ich fange trotzdem nochmal
von vorne an. Ich habe ein paar Wikipedia-Einträge rausgesucht, habe
die aber nicht komplett durchgelesen. Als grober Überblick und
Startpunkt sollten sie aber IMHO reichen.

>Mir ist bewusst dass es da Millionen von Transistoren gibt. Aber nach
>meinem zugegeben begrenzten Grundwissen ist ein Transistor letztlich
>bloss ein Schalter: Zwei Eingänge, ein Ausgang. Nur wenn bei Eingang 2
>Strom anliegt, kann Eingang 1 den Strom zum Ausgang schicken.

Mit mehreren/vielen Transistoren kann man deutlichmehr machen.

>Mein Verständnisproblem ist einfach die Überlegung, wie man eine
>vorgegebene Schaltung quasi sich selbst verändern lassen kann.

Das wird z.B. unter
https://de.wikipedia.org/wiki/Programmable_Read-Only_Memory (IMHO
nicht sehr gut) erklärt. Hat aber mit Deinem eigentlichen Problem
nichts zu tun ...

>Wenn ich eine Sammlung an Transistoren habe, die ja fest angeordnet ist,
>wie ist es dann möglich, dass innerhalb dieser Sammlung etwas dafür
>sorgen kann, dass der Strom anders fliesst? Denn nur dann kann die CPU
>ja arbeiten: Sie muss intern die Schaltung letztlich selbst verändern.

Das kommt jetzt drauf an, wie genau Du es wissen willst.

Grundsätzlich:

Die CPU ist keine statische Schaltung, wo die Signale an den
"Eingängen" verknüpft und das Ergebnis an den "Ausgängen" ausgegeben
wird. 

Die Hauptarbeit läuft innerhalb der CPU schrittweise anhand eines
Taktsignals ab. Da sind Register, in denen Daten gespeichert sind.
Diese werden verknüpft und die Ergebnisse wieder in den Registern
gespeichert.

Welche Daten an den "Eingängen" anliegen interessiert nur in den
Momenten, wo die CPU Daten lesen will. Die "Ausgänge" sind nur gültig,
wenn die CPU Daten ausgeben will.

(Anführungszeichen, weil die Daten normalerweise über die gleichen
Pins rein und raus gehen.)

Der "Trick" ist, daß nicht in der CPU steht, was in welcher
Reihenfolge gemacht werden soll, sondern daß die CPU die einzelnen
Befehle aus dem Speicher holt.
https://de.wikipedia.org/wiki/Von-Neumann-Zyklus

Genauer:

Da würde ich "von unten" anfangen.

https://de.wikipedia.org/wiki/Digitaltechnik
https://de.wikipedia.org/wiki/Logikgatter
https://de.wikipedia.org/wiki/Flipflop
https://de.wikipedia.org/wiki/Register_%28Computer%29
https://de.wikipedia.org/wiki/Akkumulator_%28Computer%29

>Gibt es da eine gute Lektüre irgendwo? Die übliche Verdächtige Wikipedia
>ist eher ungeeignet und "echte" Lexika dürften ähnlich nutzlos sein.
>Mein Physikwissen ist offensichtlich ungeeignet, denn ich stand bei der
>Frage echt auf dem Schlauch ;(.

In den oben genannten Wikipedia-Artikeln werden Bücher genannt und
sind Links angegeben. Wie gut diese sind, kann ich nicht sagen. Vom
Titel her klingen manche nicht schlecht.

Bücher über alte CPUs (z.B. Z80, 6502, 8088) oder alte Computer (z.B.
C64) sollte es zumindest in Bibliotheken auch noch geben. Wie die
arbeiten, kann man eher verstehen als bei den aktuellen Monstern.

Auf Wiederlesen

Michael

-- 
Das Internet darf kein GRUNDrechtsfreier Raum werden!

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