CP1 Anleitung (Manual) - 8Bit-Homecomputermuseum

Dritter Teil
Einige Grundprinzipien der elektronischen
Datenverarbeitung
3.1 Was geht in den Schaltkreisen
des Computers vor?
Sie haben bisher erfahren, daß der Computer
Zahlenwerte speichert, in den Akku lädt, an­
zeigt, addiert und subtrahiert, daß Befehle deco­
diert und ausgeführt, Steuersignale ein- und
ausgegeben werden. Was Sie als Computer-
Experte jedoch nicht unbedingt zu wissen
brauchen: wie kann man eigentlich elektronisch
eine Addition durchführen, aus welchen elek­
tronischen Grundelementen besteht ein Com­
puter und auf welche Weise können hoch-
komplizierte Aufgaben, die ein Computer zu
lösen instande ist, mit den bereits aus Kap. 1.59
bekannten logischen Zuständen ,,0" und „1"
bewerkstelligt werden?
Ein paar Gedanken zum Thema „Digital-Elektro-
nik" (lat. digitus = Finger; bei der Digitaltechnik
erfolgt alles schrittweise, wie beim Abzählen der
Finger. Unser Computer ist ein Digitalcomputer)
möchten wir Ihnen aber dennoch nahebringen,
als Anregung sozusagen, sich auch einmal mit
der Hardware-Seite der Computertechnik zu
befassen.
3.2 Alles im Zweiersystem
Folgendes ist Ihnen bereits bekannt: Digitalcompu­
ter arbeiten binär, kommen also mit zwei Schaltzu­
ständen aus.
1. elektrische Spannung vorhanden
2. keine Spannung vorhanden.
Bei Gebrauch unserer Ein- und Ausgänge
haben Sie diese Arbeitsweise erfahren. Die bei­
den Zustände wurden mit „1" und „0" bezeich­
net.
Wie aber läßt sich mit nur zwei verschiedenen
Zuständen eine schwierige Aufgabe überhaupt
bewältigen?
Welche Möglichkeiten im Zweiersystem stecken,
zeigt unter anderem das Morsealphabet. Nur mit
Punkt und Strich, also mit zwei Zeichen, lassen
sich damit Texte jeder Art schreiben. Übrigens
kommt auch unser Gehirn - davon kann man
heute ausgehen - mit nur zwei digitalen Zu­
ständen bei seiner Arbeit aus: Seine Gehirn­
zellen sind entweder erregt oder nicht erregt.
Allerdings verfügt unser Gehirn über die unvor­
stellbar große Menge von 10 Milliarden Gehirn­
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zellen, die in vielfältiger Weise miteinander ver­
knüpft werden können. Dadurch wird seine
enorme Leistung ermöglicht.
Auch die Digitalcomputer bestehen aus vielen
Tausenden von Grundbausteinen, die sich mit
Gehirnzellen vergleichen lassen und die jeweils
zwei verschiedene Zustände annehmen können.
Sie arbeiten also im Prinzip wie ein Schalter, mit
dem wir zum Beispiel eine Lampe ein- und aus­
schalten. Ein solcher Schalter ist gleichzeitig ein
Speicher für eine Informationseinheit, für 1 bit. Er
hält seinen jeweiligen Zustand „ein" oder „aus" so­
lange fest, bis er wieder betätigt wird.
Bild 94
3.3 Das Grundelement des
Computers: ein einfacher Schalter
Handbediente Schalter kommen natürlich für
einen Computer nicht in Frage. Sie müssen viel­
mehr elektrisch funktionieren. Dies läßt sich z.B.
mit einem Elektromagnet erreichen, wie abge­
bildet.
Bild 95
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— ö
Wird durch diesen Elektromagnet Strom ge­
schickt, dann zieht er den Schalterarm an, der
Kontakt wird geschlossen, und das Lämpchen
brennt. Man kann auch sagen: legt man an den
Eingang E, also an die Spule eine elektrische
Spannung, dann ist auch am Ausgang A, also
am Lämpchen eine Spannung vorhanden, so
daß es leuchtet.
Ein solcher elektromechanischer Schalter, wie
wir ihn hier beschrieben haben, heißt Relais.
Bei den Vorgängern unseres Computers hat