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Lernpfad Know-How-Computer/KHC Aufbau und Betriebsanleitung

Aus ZUM-Unterrichten

Wir basteln uns einen Papiercomputer
In diesem Kapitel wird beschrieben, wie man ganz einfach einen Know-How-Computer selber herstellen kann. Außerdem werden dabei auch einige wichtige Grundbegriffe der Computertechnik erklärt.
KHC auf Papier

Für deinen eigenen Know-How-Computer nimmst du einfach ein Blatt Papier und unterteilst es in Zeilen, die du mit 1, 2, 3, usw. durchnummerierst. Diese Zeilen stellen die Speicherzellen des KHC-Hauptspeichers dar. Die Zeilennummern nennt man auch Adressen der entsprechenden Speicherzellen. Jede Zelle kann entweder einen Datenwert oder einen Maschinenbefehl enthalten. Als Daten kann der KHC nur natürliche Zahlen 1, 2, 3 usw. und die Zahl 0 verarbeiten. Diese Zahlen werden durch die Streichhölzer, Knöpfe usw. dargestellt: Zwei Hölzer in einer Zeile bedeuten: In dieser Zelle steht die Zahl 2.

Der KHC kommt mit nur fünf einfachen Maschinenbefehlen aus. Das sind quasi die Grundelemente, aus denen ein Maschinenprogramm zusammengebaut wird. Auch ein solches Programm schreibt man in den Hauptspeicher, wobei in jeder Zeile genau ein Befehl steht, z.B. der Befehl inc 4.

Der Stift übernimmt die Rolle des so genannten Programmzählers, der manchmal auch als Befehlszähler bezeichnet wird. Er wechselt bei der Programmausführung nach jedem Schritt seine Position und zeigt dadurch immer auf die Zelle mit demjenigen Befehl, der im nächsten Schritt ausgeführt werden soll. Beim Programmstart steht der Programmzähler auf 1.

Damit der KHC auch wirklich etwas tut, übernehmen wir selbst die Rolle des Prozessors, der die einzelnen Befehle der Reihe nach ausführt. Das heißt, je nach Befehl legen wir z.B. ein Streichholz mehr in eine Zelle oder nehmen ein Streichholz weg und wir verändern die Position des Stiftes, also des Programmzählers.

  Statt Papier und Stift
kannst du auch einen Texteditor oder den KHC-Emulator verwenden, der im nächsten Kapitel vorgestellt wird. In jede Textzeile schreibst du am Zeilenanfang die Zeilennummer (Adresse) und dahinter - durch einen Doppelpunkt abgetrennt - den Inhalt der entsprechenden Hauptspeicherzelle. Die Schreibmarke des Editors übernimmt die Rolle des Stiftes (Programmzählers). Statt die Daten mit Streichhölzern darzustellen, schreibst du sie hier einfach als Zahlen.
Adr : Inhalt
| 1 : inc 4
  2 : inc 4
  3 : stp
  4 : 2