Fachkonzept Mikrobefehle

Mikrobefehle als elementarste Operationen

Wir haben bisher Adressen eingegeben und Schalter für einfachste Operationen zum Transportieren von Daten und zum Rechnen betätigt. Auf diese Weise ist es uns gelungen, den Inhalt des Speichers zu ändern.

Anschaulich kann man sich den Arbeitsspeicher (RAM) als eine Art Aktenschrank mit Schubladen vorstellen, in denen jeweils eine Zahl liegt. Das Eingeben von Adressen entspricht dem Aufziehen der jeweiligen Schublade. Daneben gibt es eine Reihe von anderen Befehlen, die den Inhalt von Speicherstellen an andere Orte im Rechner transportieren, oder die einfache Rechenoperationen veranlassen. Dies sind die wirklich elementarsten Befehle, die unser Computer versteht. Man nennt diese Befehle deshalb auch Mikrobefehle. Wir werden später sehen, wie das Abarbeiten einer Reihe von Mikrobefehlen durch das Steuerwerk realisiert wird. In den folgenden Graphiken wird das Steuerwerk sinnbildlich durch den roten Roboter dargestellt.

Mikrobefehle bei JOHNNY und bei realen Rechnern

Beim Simulator JOHNNY besteht ein Mikrobefehl einfach aus einem bestimmten Tastendruck, der nur an einer bestimmten Stelle des Prozessors oder des Speichers eine Auswirkung hat. Bei realen Prozessoren müssen aus technischen Gründen häufig mehrere Dinge gleichzeitig an verschiedenen Orten geschehen, was die Sache etwas komplizierter macht. So kann man bei einem realen Rechner nicht (wie bei JOHNNY) einfach eine Zahl an einer Stelle des Rechners "auf den Bus legen" und in einem nächsten Schritt an einer anderen Stelle "vom Bus holen", sondern diese beiden Dinge müssen praktisch gleichzeitig veranlasst werden.