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By Manfred Rübel

Das vorliegende Buch ist die Überarbeitung des Skriptes einer Vorlesung für Studenten der Universität der Bundeswehr Hamburg. Bedingt durch die Vor­ gaben des Studienplans sind den Hörern noch keine tiefergehenden info von Prozessoren, Rechnern oder der Systemsoftware vermittelt worden. Sol­ ches Wissen wird auch beim Leser dieses Buches nicht vorausgesetzt. Die Prinzipien der digitalen Schaltungstechnik sollten bekannt und erste Erfah­ rungen mit einem Rechner durch das Programmieren in einer Hochsprache sollten gemacht sein. Selbstverständlich kann es für den Leser nur von Vor­ teil sein, wenn er mit der Welt der eight bit-Prozessoren vertraut ist. Mikroprozessoren wurden in den siebziger Jahren vorwiegend für solche Steuerungsaufgaben und Problemstellungen eingesetzt, die durch ein einzel­ nes Programm gelöst werden konnten. Im Bereich der größeren Minicomputer battle es zu dieser Zeit noch üblich, die Zentraleinheit (CPU) aus vielen Inte­ grierten Schaltkreisen auf einer großen Leiterplatte aufzubauen. desktop dieser artwork waren frei programmierbar und hatten intellUpfgesteuerte Betriebs­ systeme mit der Fähigkeit, mehrere Programme, ihre Ein- und Ausgaben, so­ wie die Kommunikation zwischen ihnen zu verwalten. Die Firma Motorola entwickelte mit dem M68000 einen Mikroprozessor, bei dem eine CPU vergleichbar der eines Minicomputers auf nur einem Chip in­ tegriert ist. Seine Architektur weist Merkmale auf, die ihn für eine Umgebung mit mehreren Programmen besonders geeignet erscheinen läßt; hierauf wird im Einzelfall immer wieder hingewiesen.

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4 Programme 55 • Steuerung der Ein-/Ausgabegeräte; das System programmiert die Register des Schnittstellenbausteins entsprechend der Anforderung durch das Anwenderprogramm, also entweder Ein- oder Ausgabe. Es prüft, ob das Gerät verfügbar und einsatzbereit ist. Es lokalisiert und löscht Unterbrechungsanforderungen. Es führt den Datentransport zwischen E/ A-Baustein und Speicher selbständig durch. Prozessorzuteilung; zu jedem Zeitpunkt kann der Prozessor nur einem Programm zugeteilt sein. Die Zuteilung erfolgt nach einem Prioritätsschema, in das oft auch die abgelaufene Zuteilungszeit eingeht.

Deren Ergebnis nicht definiert ist; beispielsweise ist das Ergebnis von 00/00 oder 0·00 keine definierte Zahl. Für die Ergebnisse solcher Operationen. die sich ja durch die vorangehende Rechnung ergeben können. wurde der Begriff Not A Number (NAN. keine Zahl) geprägt. Sie wird ähnlich wie Unendlich dargestellt; der Unterschied besteht darin. daß der fraktionelle Teil der Mantisse", 0 ist. siehe Bild 1-10. Non Signaling NAN Signaling NAN Exponent = Maximum Vorzeichen (0 Mantisse: beliebiges, von 0 verschiedenes Bitmuster = positiv, 1 = negativ) Bild 1-10.

Man spricht von einer implizierten 1 vor dem Dualkomma, die natürlich bei den arithmetischen Operationen berücksichtigt werden muß. Für den Exponenten, der zur Basis 2 angegeben wird, sind ebenfalls positive und negative Werte möglich. Auch hier wählte man nicht die Zweierkomplementdarstellung: Es wird ein konstanter Wert zum Exponenten addiert und das Resultat ins Exponentenfeld eingetragen. Er beträgt: • • bei einfacher Genauigkeit bei doppelter Genauigkeit + 127, +I 023. 2 17 , für einfache Genauigkeit ergibt sich also: Exponentencodierung: % 01111111 + % 10001 = % 10010000 Gleitkommazahl % 0 10010000 011101110 .

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