Vorwort

Werden elektrische Ladungen durch Energiezufuhr gtrennt, so entsteht einen Spannung. Diese bwirkt, dass sich die getrennten Ladungen wieder vereinigen. Wenn sich elektrische Ladungen ausgleichen, fließt ein elektrischer Strom. Dabei kann der Strom je nach Spannung und Widerstand verschieden groß sein. Sowohl die Spannung als auch der Strom können benutzt werden, um damit "rechnen" zu können.

Das kann sich zum "Rechnen" heranziehen, indem speziellen Widerstände in den elektrischen Stromkreis bringt, um damit Rechnungen zu simulieren. Die Spannungen und Ströme bilden dann die Ergebnisse der "Rechnung". Diese Tatsache wird in Analog-Rechner eingesetzt, um die üblichen Grundrechenarten, aber auch Differential- und Integralrechnung durchzuführen.

 

In den heutzutage vorherrschende Rechnern werden nicht die fließenden Ströme zum Rechnen genutzt sondern nur die elektrischen Spannungen. Herrscht an einem Widerstand nahezu die volle Spannung, so definiert man diesen Zustand als Ziffer "1" (an, wahr), liegt dagegen fast keine Spannung an, so erhält man die Ziffer "0" (aus, fasch). Weil man nur zwei Zustande zur Verfügung hat, muss man die Ziffern "0" (aus) und "1" (an) im sogenannten binären Zahlensystem darstellen. Diese Art von Rechner werden als Digital-Rechner bezeichnet.

Zum Beispiel ist die dezimale "7" im Binärsystem "111" und im Dezimalsystem die "8" ist im Binärsystem "1000". Gerechnet wird wie Dezimalsystem: hier erreicht man mit 9 die größte mögliche Ziffer, will man dez. 1 addieren, so benutzt man das dezimale Stellensystem, indem man eine "Übertrag" bildet. Man erhöhtt die dez. "9" um 1und erreicht damit eine dez. "0" und erhöht dafür in der Stelle davor die nichtgeschriebene "0" aus dez. "1" .- Im Binärsystem muss aus der bin. "111" ( =dez. "7") von hinten nach vorn laufend ein Übertrag stattfinden, als BIN: 1 +1=0 und Übertrag 1 + zweite Stelle 1= 0 und Übertrag zur dritten Stelle 1 + dritte Stellle 1= 0 und Übertrag zu vierten Stelle 1 + nichtgeschriebene führende 0= 1 gesamtzahl bin. "1000".

Man kann damit aber auch logische Verknüpfungen darstellen. Näheres hier.

Maschinennahe Programmiersprachen

Maschinennahe Programmiersprachen benutzen den speziellen Befehlssatz eines Rechenprozessors, die bereits im Herstellungsprozess festgelegt wurde. Beim Entwurf werden die späteren Aufgaben berücksichtigt. So können manche Prozessoren besonders gut multipliziere, dividieren oder mit großen Zahlen umgehen. Prozessoren kennen nur die Zeichen "0" und "1". Um diese Codierung vorzunehmen, benutzt man eine mit Assembler bezeichnete Sprache. Beispielbefehle in Assembler sind: Addiere zum Befehlsregister 1; oder Springe zu Befehl; oder Lade Zahl in das Rechenregister, Addiere Zahl zum Rechenregister usw.

Assembler benutzt man immer noch, wenn es darum geht, die Leistung eines Prozessors optimal auszunutzen. So müssen für einen sogenannten 4K-Monitor 3840 * 2160 Bildpunkte (Pixel) in Farbe berechnet werden. In einer Sekunde werden davon mindestens 24 Bilder benötigt. Das ist nur mit schnellsten Rechnern und optimaler Programmierung in vertretbare Zeit zu schaffen.

Einen Einführung in die Assemblersprache findet man unter studysmarter.de.

Der ersten programmierbare Taschenrechner, den ich im Unterricht 1982 für eine Kurs "Programmieren mit Schülerübungen" war ein HP58c (Programmier-Handbuch TI-59 engl) .

 

Problemorientierte Programmiersprachen

Höhere Programmiersprachen

Einsatz von IDE für die Programmiersprache Python und ( c_VS_C.html)

Klaus-G. Häusler; haeusler. at .muenster.de