2.1 Komponenten eines einfachen Rechners

Aus welchen Teilen besteht ein Rechner? Diese Frage kann man nur beantworten,, wenn man gleichzeitig sagt, wie fein man den Rechner betrachten möchte, mit welcher Vergrößerung also ein imaginäres Mikroskop arbeiten müßte, unter das man den Rechner legt.
In der Informatik haben sich verschiedene Betrachtungsebenen etabliert (siehe [Lagemann87], S. 16); die "Vergrößerung" nimmt hier von oben nach unten zu:

• Rechnerebene
• Hauptblockebene
• Registertransferebene
• Schaltwerkebene
• Ebene elektrischer Schaltungen
• physikalische Ebene

Eine häufig gewählte Ebene, die wir auch hier im wesentlichen benutzen wollen, ist die Registertransferebene. Sie „erspart" uns die Details der Physik, der Elektrik und auch weitgehend noch der booleschen Logik, läßt aber bereits genügend kleine Einheiten im Rechner erkennen. So werden die Unterschiede zwischen verschiedenen Rechnern deutlich und einige grundlegende Dinge lassen sich gut erklären. Auf dieser Ebene werden zwischen den Komponenten des Rechners Binär-Wörter "meist konstanten Länge, z.B. mit 16 Bit oder 32 Bit" [Lagemann87] verschickt. Bei diesen Binärwörtern (einem oder mehreren von ihnen) kann es sich entweder um Befehle ("Steuernachrichten") oder um Operanden ("Operandennachrichten") handeln. Operanden sind quasi das Rohmaterial, das verarbeitet wird, Befehle schreiben die Art der Verarbeitung vor. "Die Operandennachrichten erscheinen ebenfalls als Binärwörter, tragen dann aber die Bedeutung von Zahlen oder anderen bearbeitungsfähigen Zeichen" [Lagemann87].
Damit erahnt man schon, was es auf dieser Ebene für Arten von "Funktionseinheiten" geben muß:

• Eine Komponente, die Binärwörter, die durch die Verarbeitung anderer Binärwörter entstehen, speichert und im Bedarfsfall wieder ausgibt.
• Mindestens eine Komponente, die Binärwörter verarbeitet und neue erzeugt. Da Binärwörter Befehle oder Operanden sein können, gibt es wahrscheinlich zur Verarbeitung beider unterschiedliche Komponenten.
• Eine Komponente, die die Verbindung zwischen den ersten beiden Typen herstellt und als eine Art "Rangierwerk" bestimmt, welche Binärwort-Quelle mit welcher Binärwort-Senke verbunden wird.

Carsten Kelling 1996 (); letzte Änderung: 17. September 1997