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Johnny Modellrechner und Digitaltechnik

Johnny Modellrechner und Digitaltechnik

Oliver K

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Informatik

 

11/12/13

Lernzettel

Johnny Modellrechner und Digitaltechnik

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Dieser Lernzettel fasst die wichtigsten Grundlagen zum Thema Johnny Modellrechner (Aufbau, Befehle etc.) und Digitaltechnik (verschiedenste Gatter, ROM, Voll- und Halbaddierer).

JOHNNY MODEURECHNER AUFBAU: Arbeits- speicher (Random Access Memory, RAM) → 00.000 Rechenwerk: Prozessor (CPU) Steuerwerk (Control Unit) Arbeitsspeicher: eigentliche Ram - Inhalt ist, Datenspalte" Befehl Adresse welche ausgewählt werden soll Rechenwerk (Arithmetic Logic Unit, ALU) Bus-System - steuerwerke Rechnet mit den Daten vom Datenbus. Kernstück ist der Accumulator " Von - Neumann-Zyklus": → Befehl wird ins Befehlsregister (Instruction Register) geladen (Fetchphase). → Programm Counter zählt die Befehle Microbefehlszähler (Micro Code) beinhaltet alle Macrobefehle Mahrobefehl besteht. zu den aus von vorne Peripherie-Geräten zum Befehl gesprungen und ausgeführt Alles startet vielen Microbefehlen (Folge von Befehlen Micro befehl = bsp.: ram → db. Macrobefehl = Microbefehlsfolge = bsp.: TAKE 20 4 speicher-schonender u. Programm kleiner, Lübersichtlicher, verständlicher leicht eingehbar BEFEHLE: Transportbefehle.. TAKE SAVE Rechenbefehle: ADD SUB INC DEC NULL 3MP TST HLT Programmablaufbefehle: 19.999 10: HLT write RAM ManuellAb Ram 0 1 2 3 4 15 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 ManuelIDb - Address - - Zahl aus angegebener Adresse wird in den Zahl wird aus dem Akkumulator zur angegebenen Adresse transportiert. addiert Zahl zum Akkumulator 00.000 100.000 00.000 00.000 00.000 00.000 100.000 00.000 00.000 00.000 00.000 00.000 00.000 00.000 subtrahiert Zahl vom Akkumulator erhöht Zahl um 1 erniedrigt Zahl um 1. setzt Zahl auf o 00.000 00.000 00.000 00.000 00.000 J00.000 MEMORY Data setzt das Programm an anderer stelle fort testet die → 0 Programm stoppt db->ram Asm Address Bus ram->db Zahl Opnd •normaler Verlauf • nächste Befehl übersprungen. Data Bus db->ins google.com CONTROL UNIT ins-->mc 00.000 000 000 000 FETCH: 001 002 003 004 005 006 ins-->ab Instruction Register 007 008 009 010 TAKE: pc ---> ab ram ---> db db ---> ins ins ---> mc (Ergebnis 19.999 → (Ergebnis O acc:=0 00000 ins-->pc Micro Code mc=0 stop Akkumulator transportiert. pc-->ab 000 pc++ =0:pc++ 00110 Programm Counter NN =0? bleibt bei 19.599) ) db-->acc plus minus bleibt bei o ARITHMETIC LOGIC UNIT bonsai mode acc++ acc- acc=0 Accumulator 00000 acc->db DIGITALTECHNIK GRUNDGATTER: UND (AND) : 0 0 1 1 a 1 0 NICHT (NOT): A = à 0 S b O 0 WEITERE GATTER: O V 1 O NAND (NICHT- UND ) : A = a^b > V b 0 V O ^ A = a^b > O 0 XOR (EXCLUSIV-ODER): a XOR b S 1 1 Y O Schalter a O > O Schalter b Schalter a & O Schalter Schalter a O b a ✪ Schalter b Schalter a =1 ODER (OR): 0 O S O 0 0 S > 9 1 NOR (NICHT- ODER): A = avb 0 1 0 A = avb S O 1 1 1 O O Schalter b Schalter a IV O Schalter b O Schalter a IV ROM : Beispiel: Halbaddierer: 6 O 0 a O 0 0 Volladdierer: S b J O 1 ^ b 0 0 > O 3-Bit-Zahlen. O ^ O ^ d 1 O 0 1 ♥ S & ů 1 O O O O > S 0 ^ 1 0 > O S د. (UND- GATTER XOR- GATTER 0 O ^ O 1 => 26 1 = 64 Speicherzellen á 4 Bit gg Ü 8 bo D HAC НА D 0 =1 b & b රේ НА OS OÜ IV O SU