Das einfachste was man bauen kann wäre der so genannte Von Neumannrechner.
Er besteht aus mindestens 4 Teilen.
1. Das Eingabewerk
2. Das Rechenwerk ( Datenprozessor )
3. Arbeitsspeicher ( Kann öfter als nur 1x vorhanden sein )
4. Ausgabewerk
Dann gibt es beim Von Neumannrechner noch 3 verschiedene Bussysteme:
1. Steuerbus
- Der Steuerbus ist für 3 Verschiedene Signale verantwortlich. Read, Write und Takt. Das Read Signal ist wie der Name schon sagt zum Lesen zuständig, das Write Signal logischer Weise zum Schreiben und das Takt Signal ist für einen Ablauf mit einem Bestimmten Takt verantwortlich ( Sie können synchron auf den Bus zugreifen ). Dabei gibt ein sogenanntes Steuerwerk das benannte Signal ab. Diese Signale sind für die kontrolle über den Datenbus sehr wichtig. Kommen wir aber später zu.
2. Adressbus
- Der Adressbus verteilt "Hausnummern" an jede einzelne "Komponente". Das Heißt, das Eingabewerk bekommt z.b. die Nummer 1, das Rechenwerk bekommt die Nummer 2 und so weiter.
Jede Speicherzelle bekommt eine
eigene Hausnummer ! Diese Adresse bzw. Hausnummer wird ebenfalls vom Steuerwerk kontrolliert und los geschickt.
3. Datenbus
- Der Datenbus überträgt Daten ( wie der Name schon sagt ) von einen zum Anderen Werk ( Eingabewerk, Rechenwerk, ... ). Dabei bin ich mir jetzt leider nicht mehr sicher, aber ich meine in Erinnerung zu haben, dass der Datenbus entscheidend darüber ist wieviel Bit das System hat. Hat der Datenbus 4 "Linien" zur Datenübertragung zur Verfügung, so kann er auch Zahlen in der Höhe von 4 Bit übertragen.
Jetzt wird es etwas komplizierter zu beschreiben, da es mehrere Möglichkeiten der Datenübertragung gibt.
Die Pfeile zeigen nun die Datenübertragunsrichtungen an, die Möglich sind ( hoffentlich nicht zu kompliziert erklärt
):
Eingabewerk -> Rechenwerk
Eingabewerk -> Arbeitsspeicher
Rechenwerk -> Ausgabewerk
Rechenwerk -> Speicher
Speicher -> Ausgabewerk
Damit man gleichzeitig lesen und schreiben kann gibt es eine Verbindung zwischen Steuer- und Rechenwerk. Somit kann das Steuerwerk dem Rechenwerk sagen, es soll auf den Datenbus schreiben und das Ausgabewerk soll das auf dem Datenbus liegende lesen. Die Daten bleiben leider nicht unendlich lange auf dem Datenbus, da an jedem Ende ein "zerstörender Widerstand" ist.
Das hier genannte Steuerwerk und das Rechenwerk zusammen sind die heutige CPU. Um eine CPU zu bauen musst du wie schon vorgänger geschrieben haben, dich mit Gattern und Flip-Flops gut auskennen. Es ist schon ( wie ebenfalls erwähnt ) schon schwierig genug, einen Hochzähler zu bauen, der Zahlen von 1 - 9 grafisch darstellen kann. Hast du das hinbekommen, dann solltest du ersteinmal probieren, eine Uhr zu bauen. Danach kannst du dich dann auch so langsam an die CPU wagen. ( Es dauert leider noch bis zum Ende des Halbjahres bis wir in der Schule so weit sind, dass wir die CPU nachbauen können, daher weiß ich nicht wie viel man noch wissen muss
).
Mit freundlichen Grüßen
Teizakk
EDIT: Eine kleine Veranschaulichung aus Google:
http://www.elektronik-kompendium.de/site…er/13092611.gif