CPU Simulation mit Logisim
...enfwirf Deine eigene CPU
 www.softure.de 

CPU Simulation mit Logisim
...entwirf Deine eigene CPU

Amazon Ebook

Buch: Auflage 1 - 2015 (v. 1.0)

Vorwort

Dieses Buch ist eine Anleitung zur Erstellung einer funktionierenden (virtuellen) CPU mit Hilfe der Software Logisim (siehe Anhang). Die Logisim-CPU orientiert sich dabei natürlich an ihren echten "Hardware"-Vorbildern. Abweichungen, die sich trotzdem ergeben haben, sind einerseits durch Logisim bedingt (wir benutzen eine Simulationssoftware und arbeiten nicht mit "echter Hardware") und andererseits pädagogischer Natur, denn das Ziel ist es, die grundsätzliche Funktionsweise eines Computers zu verstehen und dabei wollen wir uns nicht durch Hardwaredetails durcheinanderbringen lassen.

tip Info: Die von uns entwickelte CPU orientiert sich an der Beispiel-CPU des in der mittlerweile 6. Auflage erschienenen Standardwerkes "Structured Computer Organization" von Austin und Tannenbaum.

Was werden Sie lernen?

Nach dem Durcharbeiten des Buches werden Sie, vorausgesetzt, Sie haben alles verstanden, eine genaue Vorstellung davon haben, wie eine CPU aufgebaut ist und funktioniert.

Sie werden die Unterschiede zwischen Mikrocode und Maschinencode kennen und in der Lage sein, eigene Programme für die von Ihnen entwickelte CPU zu schreiben.

Und Sie werden auf die vielen Fachbücher der Technischen Informatik und Computerarchitektur gut vorbereitet sein, die darauf warten, von Ihnen gelesen zu werden.

Inhaltsverzeichnis

TEIL I

1: Vorwort
Was werden Sie lernen?
Was müssen Sie wissen
2: Logisim
Erste Schritte mit Logisim
Designprinzipien von Logisim
Simulieren und Testen
3: Ein erstes Beispiel
Zahlenraten Spiel
Bauanleitung
Das Spiel als Baustein auslagern
Den Baustein testen
4: Computerprinzipien
Das EVA-Prinzip
Von Neumann-Rechenarchitektur
Bussysteme
5: Das große Ganze
Attributtabelle

TEIL II

6: ALU
Der Funktionsumfang der ALU
Logisim-ALU
Statusflags
7: Die ALU in Aktion
Beispiel: AND
Beispiel: B+1
8: Registersatz
Register speichern Daten
Steuerleitungen
Clock und Reset
RAM
Logisim-Registersatz
9: Der Registersatz in Aktion
Beispiel: PC-Register schreiben und lesen
10: RAM
RAM Adressen und Speicher
Speicherzellen
Arbeiten mit dem RAM-Baustein
Der RAM-Bus
11: ALU und Register in Aktion
ALU, Registersatz und RAM
Beispiel: Addition oder 1+2=3
12: Die Steuereinheit (CU)
Grundidee
Pipeline
Logisim-CU
13: ROM und Mikrocode
Grundidee
Aufbau des Mikrocodes
Mikrocode Beispiele
14: CPU
Logisim-CPU

TEIL III

15: Anwendungen
Die CPU vorbereiten (Hardware)
Die CPU vorbereiten (Software)
16: Maschinencode und Assembler
Maschinencode und Assembler
Assembler für die Logisim-CPU
17: Programm - Countdown läuft...
18: Programm - Addition
19: Leonardo da Pisa (Fibonacci)
Anhang:
A: Zahlensysteme
B: Die Logisim Software
C: Webpage zum Buch
D: KRAS ein Logism-CPU Assembler
E: Glossar
   www.softure.de