Mikroprozessoren
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ULME Mikroprozessoren µP-AG Siemens Mai 2011 Vom Transistor zum einfachen programmgesteuerten Rechner (zusammengestellt von Ulrich Mettler 05/2011) Quellen: Klaus Beuth, Elektronik4 Digitaltechnik, Vogel-Buchverlag Würzburg Diverse Internetseiten Der Transistor Erfindung im Jahre 1956 von Shockley, Bardeen und Brattain (USA) Der Transistor Kleiner Basisstrom steuert großen Kollektorstrom Anwendungen: - Verstärker - elektronischer Schalter Der Transistor Kleiner Basisstrom steuert großen Kollektorstrom Anwendungen: - Verstärker - elektronischer Schalter Der Transistor Symbol C B E Inverse ODER-Schaltung (NOR) Inverse UND-Schaltung (NAND) L S1 L S1 S2 B ODER S2 UND B UND-Gatter Wahrheitstabelle ODER-Gatter Wahrheitstabelle Bezeichnung UND ODER Norm A B & A B >1 Z NICHT 1 A ÄQUIVALENZ Z A B = ANTIVALENZ A B =1 NAND A B NOR VERSTÄRKER Logik-Gatter Z A B A Z Z & Z >1 Z Z Integrierte Schaltungen ICs Halb-Addierer Schaltung mit 3 UND- und 1 ODER-Gatter Wahrheitstabelle Symbol ALU Arithmetisch-logische Einheit 4 Bit ALU ALU 8 Bit mit 8 4aus1-Multiplexern ALU Arithmetisch-logische Einheit 8 Bit, Symbol ALU ALU 8 Bit mit Umkodierung und Übertragsunterdrückung AKKU Akkumulator = ALU + Registerspeicher AKKU Befehlsliste eines Akkumulators AKKU Akkumulator 8 Bit Symbol AKKU Akkumulator 8 Bit mit Datenspeicher Programmbefehle Befehl U3 U2 U1 U0 A3 A2 A1 A0 1 0 1 1 0 Operationsteil 1 1 1 Adressteil Eine festgelegte Befehlsfolge wird Programm genannt. Programmgesteuerter einfacher Rechner Programmgesteuerter einfacher Rechner Befehlsvorrat Mikroprozessor SAB 8080A, Siemens Gehäuseanschlüsse Mikroprozessor SAB 8080A, Siemens Vereinfachter Innenaufbau Programmierung Aufgabe a) Erstelle ein Assemblerprogramm für den programmgesteuerten einfachen Rechner, welches folgende Aufgaben erfüllt. - Akku löschen. Zahl 15 in den Akku laden und in Speicherzelle 13 ablegen. Zahl 8 laden und von der Zahl 15 subtrahieren. Ergebnis in Speicherzelle 5 ablegen. Subtraktion der Zahl 12 von der Summe der Speicherzellen 13 und 5. Ergebnis nach Speicherstelle 7. UND-Verknüpfung der Speicherstelle 7 mit der Zahl 13 nach Speicherstelle 13. ODER- Verknüpfung der Speicherstelle 13 mit der Zahl 5 nach Speicherstelle 9. Programm anhalten. b) Gib den Inhalt aller benutzten Speicherstellen nach Programmende an Daten im Speicher ULME 08/06 Assembler MOV AX,7Ch ADD AX,2 INC AX Assembler Binärcode Umwandler (Compiler) InterpreterSprachen HTML, Java Programmiersprachen Pascal, Delphi, C++, Repeat write(´Pascal ist schön´); until Eingabe = Abbruch; Betriebssystem = Programmsammlung CPU Binärcode 0101101110 386 25MHz 486 66MHz Pentium 200MHz – 500MHz Athlon 1,2 GHz Intel Polaris 6,26 GHz Interpreter Compiler Compilierte Anwendungsprogramme MSDOS, Windows 98/XP/Vista Win2007, Mac OS, UNIX, LINUX DOS-Befehle Grafische Oberfläche CLS DIR FORMAT Mausklick auf Icons, Buttons, Pulldownmenüs, etc. Systemebene Word, Excel, Acces, Explorer, Paintshop, Derive, Profilab ... Lern-, Spielesoftware Anwendungsebene Vielen Dank für die ungewöhnlich intensive Aufmerksamkeit ULME 2011