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Karteikarten
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Studierende
22
Lernmaterialien
Computer
Maschine, die Probleme löst, indem sie ihr
gegebene Befehle ausführt
Programm
Befehlssequenz, die beschreibt, wie bestimmte Aufgabe
auszuführen ist
Maschinensprache (Machine Language)
Gesamtheit aller elementaren Befehle
Virtuelle Maschine
hypothetischer Computer
- virtuelle Maschine M1 mit Maschinensprache L1
Ebenen
jede Maschine besitzt eine Maschinensprache mit allen
Befehlen, die die Maschine ausführen kann
- Beispiel: Computer mit n Ebenen
- n unterschiedliche virtuelle Maschinen mit
n unterschiedlichen Maschinensprachen
- nur in L0 geschriebene Programme können direkt ausgeführt
werden
- die in L1, L2, … , Ln geschriebenen Programme müssen
übersetzt bzw. interpretiert werden
Ebene 0: Digitale Logik
- unterste Ebene ist reale Hardware der Maschine
- elektronische Schaltungen führen Programme in
Maschinensprache aus
Ebene 1: Mikroarchitektur
typische Bestandteile
- 8 bis 32 Register
- ALU (Arithmetic Logic Unit = Rechenwerk)
- kann einfache arithmetische Operationen und logische Verknüpfungen
ausführen
- „Datenpfad“ verbindet Register mit ALU
- über Datenpfad werden Befehle nacheinander abgerufen,
analysiert und ausgeführt
Ebene 2: Befehlssatzarchitektur
auch: Instruction Set Architecture (ISA)
Ebene 3: Betriebssystemmaschine
hybride Ebene
- ein Teil der Befehle sind auch in Ebene 2 (ISA) vorhanden
- werden direkt durch das Mikroprogramm ausgeführt
- zusätzlich gibt es einen Satz neuer Befehle
- werden durch Interpreter der Ebene 2 interpretiert
Ebene 4: Assemblersprache
bietet die Möglichkeit, Programme für die Ebenen 1, 2
und 3 in einer Form zu schreiben, die für Menschen
komfortabler ist
Ebene 5: Problemorientierte Sprache
Anwendungsprogrammierung
sog. Hochsprachen (High Level Languages)
- z.B. C, C++, Java, Perl, Python etc.
geschriebene Programme werden i.A. von Übersetzern
(Compilern) in die Ebene 3 oder 4 übersetzt
Mehrschichtige Maschinen
- Computer sind als Folge von Ebenen konzipiert, die
jeweils auf ihren Vorgängern aufbauen
- jede Ebene verkörpert eine bestimmte Abstraktion mit
unterschiedlichen Objekten und Operationen
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