Die CPU

Das Rechenwerk eines Mikrocomputers besteht im wesentlichen aus der Arithmetisch-Logischen Einheit (ALU), dem Akkumulator, der Ablaufsteuerung und dem Status- oder Flag-Register.

Der Akkumulator (Akku) ist ein 8 Bit breites Register aus Flipflops. Er dient einerseits als Operandenregister für die Rechenopertionen, andererseits aber auch als Ergebnisregister. Das Ergebnis einer Berechnung kann nach der Befehlsausführung im Akku abgeholt werden.

In der ALU können folgende Rechenoperation durchgeführt werden:

• Arithmetische Operationen: Addition, Subtraktion, Multiplikation, Division
• Logische Operationen: Und-, Oder-, Nicht-Verknüpfung, Bitschiebeoperationen, Invertieren

Die „Flags“ im Status-Register (Programm-Status-Wort PSW) zeigen bestimmte Zustände des Akkus nach einer Berechnung an. Die wichtigsten Flags sind:

• Carry-Flag (CY): Dient bei der Addition als Übertragsbit in die neunte Stelle.
• Overflow-Flag (OV): Zeigt einen Überlauf an. Z.B. Division durch Null.
• Parity-Flag (P): Zeigt gerade Parität an. D. h., wenn die Anzahl aller Einsen im Akku ungerade ist, wird das Paritätsflag gesetzt. Somit ergibt sich für den Akku + Parityflag, immer eine gerade Anzahl von Einsen.

Die Ablaufsteuerung steuert, welche Daten wann und in welches Register geschrieben oder gelesen werden und wann berechnet wird.
Eine Addition läuft z.B. so ab:

1. Die Summanden werden nacheinander in den Akku und ins Temporäre Register geladen.
2. Die Ablaufsteuerung aktiviert die Additions-Rechenschaltung. Die Addition wird durchgeführt.
3. Das Ergebnis wird wieder in den Akku geschrieben. Der Übertrag wandert ins Carry-Flag.