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Assembler

Die Maschine

Was ist eine CPU

Die CPU (Central Processing Unit) ist das Gehirn des Computers. Aber im Gegensatz zu einem menschlichen Gehirn ist sie tatsächlich sehr einfach. Sie tut nur eine Sache: Sie liest Anweisungen aus dem Speicher und führt sie eine nach der anderen sehr schnell aus. Wenn du Assembly-Code schreibst, gibst du der CPU direkte Anweisungen.

Im Gegensatz zu Hochsprachen wie Python oder JavaScript, die Hardwaredetails verbergen, ermöglicht dir Assemblersprache, genau zu steuern, was die CPU Schritt für Schritt tut. 

Stell dir die CPU als einen sehr schnellen Arbeiter vor, der:

• Nicht selbstständig denken oder Entscheidungen treffen kann
• Einfache Befehle wie „add these two numbers“ oder „move this value there“ befolgt
• Jede Sekunde Millionen solcher einfachen Befehle ausführt

Im Inneren der CPU gibt es winzige Speicherboxen, die Register genannt werden. Ein Register enthält eine einzelne Zahl. Die CPU kann auf Register extrem schnell zugreifen, viel schneller als auf den Hauptspeicher (RAM).

Die CPU verfügt außerdem über ein spezielles Register namens Program Counter (PC). Der PC enthält die Speicheradresse der nächsten auszuführenden Anweisung. Nach jeder Anweisung wechselt der PC automatisch zur nächsten Adresse.

Wichtige Fakten über eine CPU:

Fakt	Erklärung
Sie führt jeweils eine Anweisung aus	Kein Multitasking auf Hardwareebene
Sie versteht nur Zahlen	Alles (Anweisungen, Daten, Adressen) ist eine Zahl
Sie hat keinen eigenen Speicher (außer Registern)	Alles muss im RAM gespeichert werden
Sie ist unglaublich schnell	Moderne CPUs führen Milliarden von Anweisungen pro Sekunde aus

Speicher

In der vorherigen Lektion hast du gelernt, dass die CPU Anweisungen eine nach der anderen ausführt. Aber wo werden diese Anweisungen gespeichert? Wo bewahrt die CPU die Daten auf, die sie verarbeiten muss?

Die Antwort lautet Speicher (auch RAM genannt: Random Access Memory).

Der Speicher ist wie ein riesiges Raster aus nummerierten Speicherplätzen. Jeder Speicherplatz hat eine eindeutige Adresse (wie eine Hausnummer) und kann ein Byte an Daten aufnehmen (eine Zahl von 0 bis 255). Wenn du etwas im Speicher speicherst, legst du es in einem bestimmten Speicherplatz mit einer bestimmten Adresse ab. Wenn du es wieder benötigst, rufst du die Daten an dieser Adresse ab.

Stell dir den Speicher wie ein Postamt mit nummerierten Postfächern vor:

• Jedes Fach hat eine eindeutige Nummer (die Adresse)
• Jedes Fach kann einen Brief aufnehmen (ein Byte an Daten)
• Du kannst einen Brief in jedes beliebige Fach legen
• Du kannst jedes beliebige Fach öffnen und lesen, was sich darin befindet

Die CPU kann die Daten an der Adresse 1000 anfordern, und der Speicher gibt sie zurück. Die CPU kann auch neue Daten an die Adresse 1000 schreiben und damit die zuvor dort vorhandenen Daten ersetzen.

Wichtige Fakten über den Speicher:

Fakt	Erklärung
Jedes Byte hat eine Adresse	Adressen beginnen bei 0 und reichen bis zu Millionen oder Milliarden
Der Speicher ist flüchtig	Wenn du den Computer ausschaltest, verschwindet alles im RAM
Lesen zerstört keine Daten	Du kannst die Adresse 1000 eine Million Mal lesen, und sie enthält weiterhin denselben Wert
Schreiben überschreibt alte Daten	Wenn du neue Daten an die Adresse 1000 schreibst, sind die alten Daten für immer verschwunden