Hallo Modellbaufreunde,
heute möchte ich mal keine Bauergebnisse zeigen, sondern erklären, was ich da mache, bzw. wie es grundlegend funktioniert.
Auslöser dafür ist das Zitat von Fritz aus dem Kölner Modellbauforum
"Die expliziten Vorgänge bei Deiner Elektronik sind und bleiben für mich Laien einfach "böhmische Dörfer"...
Da kann mir leider auch Deine noch so guten Erklärungen nicht mehr helfen. Das passt einfach nicht in meinen Kopf! "
Ich denke mal, auch einigen anderen Lesern wird es ähnlich gehen.
Vorab muss man natürlich etwas wissen.
Ein Teil meiner damaligen beruflichen Tärigkeit für die Telekom war es, Kolleginnen und Kollegen, die bislang noch nie vor einem PC, allenfalls vor einer Schreibmaschine gesessen haben, den Umgang mit dem PC und die grundlegenden Kenntnisse über den Umgang mit Windows und weiteren Programmen beizubringen.
Aus dieser Erfahrung heraus weiß ich, das man es durchaus kapieren kann, was da vor sich geht, auch wenn man der der gleichen Meinung wie Fritz ist.
Es muss lediglich das abstrakte Verhalten eines dieser kleinen schwarzen Bauteile mit den vielen Anschlüssen mit dem Verhalten erklärt werden, das AUSNAHMSLOS JEDER jeden Tag in irgendeiner Form erlebt.
Hier will ich also erklären, wie solch ein Prozessor grundsätzlich funktioniert, OHNE in die technischen oder physikalischen Tiefen abzudriften.
Grundsätzliche Bauart:
Ein Prozessor hat je nach Bauart mehr oder weniger viele Anschlüsse.
Bis auf ein paar spezifische Anschlüsse, die wir hier nicht betrachten wollen, können die meisten Anschlüsse je nach Programmierung als Eingang oder Ausgang funktionieren.
Grundsätzliche Funktion:
Ein Prozessor enthält in seinem Inneren eine enorm große Vielzahl von einfachen Schaltern.
Diese Schalter werden von einem Programm, welches im Prozessor gespeichert ist, nach genau festgelegten Kriterien ein- oder ausgeschaltet.
Grundsätzliche Funktion eines Programms:
ALLE Schritte eines beliebigen Ablaufs werden soweit in Einzelschritte zerlegt, dass nur noch JA/NEIN-Entscheidungen oder entsprechend Schalter EIN/AUS übrigbleiben.
So weit – So gut!
Jetzt stellt euch bitte den kleinen schwarzen Baustein als ein Haus oder eine Wohnung vor.
Dazu habe ich jetzt 2 Beispiele des täglichen Lebens für Eingang, Programmsteuerung und Ausgang.
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Zunächst eine Funktion, die JEDER täglich benutzt – den Lichtschalter
Der Lichtschalter ist entsprechend ein Eingang.
Der dazugehörige Ausgang ist die Lampe an der Decke.
Hier sind Eingang und Ausgang direkt ohne weitere Abhängigkeit verbunden.
Durch die Elektroverkabelung des Hauses ist festgelegt, das das Betätigen eines bestimmten Schalters eine bestimmte Lampe einschaltet.
Das Ergebnis für den Benutzer ist:
Schalter eingeschaltet, dann Lampe an
Schalter ausgeschaltet, dann Lampe aus.
Was zwischen Schalter und Lampe passiert, interessiert den Bewohner nicht.
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2. Beispiel:
Eingang ist die Türklingel.
Ausgang ist die Wohnungstür.
Hier ist allerdings eine Ja/Nein-Entscheidung eingebaut.
Der Bewohner ist in diesem Falle das Programm und entscheidet:
Tagsüber – Tür öffnen – Ja
Nachts – Tür öffnen – Nein.
Funktion:
Es drückt jemand auf die Türklingel.
Der Bewohner entscheidet, je nach Tageszeit, ob er die Tür öffnet oder nicht.
Ergebnis für Denjenigen, der vor der Tür steht:
Betätige ich die Türklingel tagsüber, wird die Tür geöffnet.
Betätige ich die Türklingel nachts, bleibt die Tür geschlossen.
Der Bewohner hat die entsprechende Ja/Nein-Entscheidung getroffen.
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Dies sind die grundlegenden Funktionen, wie ein Mikroprozessor die Ausgänge in Abhängigkeit von seinen Eingängen und seinem Programm steuert.
Nur eben viel häufiger und schneller, als es ein Mensch manuell könnte.
Nun zum Abschluss noch ein Beispiel, wie ein Programm funktioniert.
Auch hier wieder anhand eines Beispiels des täglichen Lebens.
Das Telefonat.
Jeder hat diese Tätigkeit in seinen Einzelschritten schon einmal ausgeführt und unbewußt die entsprechenden Ja/Nein-Entscheidungen getroffen.
Die Einzelschritte in diesem Ablauf sind durch Richtungspfeile verbunden und enthalten 2 Ja/Nein-Entscheidungen, die den Ablauf zwischen Beginn und Ende eines Telefonats beeinflussen.
In der Computerpraxis nennt man das ein Ablaufdiagramm.
Es bildet die Grundlage für die Umsetzung in eine Programmiersprache, die ein Prozessor versteht.
Hier nun das Ablaufdiagramm eines Telefonates.
Verfolgt einmal den Ablauf anhand der Pfeile für die unterschiedlichen Ja/Nein-Entscheidungen.
Diese grundsätzlichen Erklärungen sollen vermitteln, daß Prozessoren kein Hexenwerk sind.
Fazit:
Computerchips sind im Grunde strohdoof.
Sie können nur nach festgelegten Kriterien Ja/Nein, Strom an/aus ausführen.
Der einzige Vorteil:
Sie können es mit affenartiger Geschwindigkeit und stur immer gleichbleibend.
Ich hoffe, dass ich ein wenig Licht in das Dunkel bringen konnte, was ich hier elektronisch treibe.
Ich habe an meinem Modell einige LEDs verbaut.
In die Base werden einige Schalter verbaut.
Die Schalter kommen an die Eingänge, die LEDs an die Ausgänge des Prozessors.
Und abschließend erstelle ich ein Programm. welches dem verbauten Mikroprozessor vorgibt, wie er wann, auf welche Schalterbetätigung, welche LED ein- oder ausschaltet.
Mehr ist es im Grunde nicht.
Und damit noch einen schönen Abend.
Bis zur nächsten Baubeschreibung.