Wie funktioniert ein Computer?

Dieser Beitrag beschäftigt sich mit der Grundprinzip, wie Computer funktionieren. Woher weiß der Rechner, was wir von ihm wollen?

Wie funktioniert ein Computer?

Jeder weiß, dass Computer mit Einsen und Nullen arbeiten. Doch wie werden daraus bewegte Bilder, die auf Eingaben des Nutzers reagieren? Ein Computer besitzt Transistoren: Schalter, die nicht per Hand, sondern mit einer elektrischen Spannung geschaltet werden können. Der Transistor hat einen Kontakt mehr. Liegt an diesem Spannung an, ist der Schalter geschlossen und der Strom kann fließen. Dem Computer wird gesagt, dass es sich um eine 1 handelt. Liegt keine Spannung an, ist der Schalter geöffnet. Das steht für die 0. Die 1 steht für an und die 0 steht für aus.

Ordnet man die Schalter gezielt in einer bestimmten Weise an, erhält man Logikgatter. Ein Beispiel für ein Logikgatter stellt das Und-Gatter dar, das zwei Eingänge und einen Ausgang hat. Wenn bei diesem Gatter beide Eingänge den Wert 1 haben, nimmt der Ausgang den Wert 1 an. Man sagt: Betragen die Eingaben 1 und 1, gibt das Gatter 1 aus. Ist keine oder nur eine der Eingaben eine 1, wird 0 ausgegeben. Das Oder-Gatter gibt 1 aus, wenn mindestens eine Eingabe 1 war. Sind beide Eingaben null, gibt dieses ebenfalls null aus.

Man baut aus kleinen Bauteilen (Transistoren) etwas komplexere Bauteile, die komplexere Aufgaben erledigen können. Diese Bauteile können wiederverwendet werden, um noch komplexere Bauteile mit noch komplexeren Aufgaben zu bauen. Dieser Prozess wird so lange wiederholt, bis wir Schaltungen haben, die jede Aufgabe erledigen und bequem mit Maus und Tastatur gesteuert werden können.

Bei Wikipedia findest du weitere Beispiele inklusive Tabellen.