[Funktionsweise CPU] Transistorebene

[meph!sto]

So ihr lieben,
auch auf die Gefahr hin hier ausgelacht zu werden, habe ich eine grundsätzliche Frage zur Funktionsweise einer CPU.
Und damit meine ich nicht dass die CPU "Befehle ausführt", denn das weiß ich.
Mir geht es darum zu verstehen, wie eine CPU auf Transistorebene die Befehle ausführt.
Im Internet wurde ich nur sehr rudimentär fündig, meist endet die Lektüre bei Assember/Microcode

Die "Software"-Reihenfolge Hochsprache (C++, Java etc) --> Assembler --> Microcode kenn' ich.
Die "Hardware"-Reihenfolge Mikroarchitektur (Baugruppen) --> Digitale Logik (AND,OR,NAND,NOR etc) --> Transistor kenn' ich ebenfalls.

Salopp gesprochen schaltet ein Transistor, wenn eine Spannung anliegt (soweit so gut).
Wer/Was steuert aber nun den Ablauf ob Spannung an einem Transistor anliegen soll oder nicht ?
Ganz banal gefragt: wie kann eine Anreihung von 0 und 1 dazu führen, dass ein Transistor geschaltet oder nicht geschaltet wird ?

Habe zwar Elektrotechnik studiert, aber ich kann mich nicht erinnern die Thematik jemals so detailert besprochen zu haben.

 

[Sir Diablo]

Durch den Ursprungszustand und danach durch Benutzereingabe/Software.

 

[DragonTear]

Das ist nicht so schnell erklärt.. Man hat ja nicht umsonst zahlreiche Genies gerbaucht, bis sowas möglich war
Kannst ja mal versuchen erstmal einen binären Addierer zu verstehen (den gibt es auch als integrierten echten Baustein). Hier mal ein Video inkl. SImulation: 1-Bit Full adder Quartus altera Simulation - YouTube
Ist allerdings schon ein sehr hohes Niveau. Vieleicht findet jemand noch was einfacheres.

 

[Luebke]

legt das bios nicht beim einschalten die grundlagen? und darauf baut dann das os auf, darauf die gerätetreiber...

sprich das bios spricht die transistoren nach einem festgelegten schema an und ist quasi für den maschinencode zuständig. und das ist dann die grundlage für die unterste softwareschicht, also das os.

 

[wwwnutzer]

Nein die CPU steuert das immer noch selber

 

[VictimOfMyOwn]

hi ho...

das ist natürlich ein sehr komplexes thema und nicht mal eben in zwei sätzen erklärt. die 'CPU' die wir heute kennen, also den klotz den wir unter unsere kühltower kleben, ist ja viel mehr als eine CPU (zentrale recheneinheit). neben den heute bereits verbauten grafikkarten, schwirren da noch diverse register, speicher-controller und viele andere dinge rum. und die CPU an sich ist nicht besonders clever. sie kennt ein paar befehle, kann berechnungen anstellen (ALU) und die ergebnisse in register schieben. allerdings kann sie dieses verdammt schnell.

von dem mausklick auf das rote X im browser oben rechts weil der chef um die ecke kommt, bis zum schalten eines transistors in der CPU selbst, ist es aber ein langer weg. und zwar kein direkter. schichten wurden ja bereits angesprochen. der browser, ein spiel, oder sonstige software weiß erstmal nicht, dass da im inneren irgendwo eine CPU werkelt und kommuniziert auch nicht direkt mit dieser. vom benutzer wandern 'die daten' zur anwendersoftware, dann zum betriebssystem, den treibern und dem kernel und dann geht es auf die hardwareebene.

es gibt mikrocode simulatoren...z.b. MikroSim...gibt es wohl als testversion kostenlos. da kann man bestimmt sehen, was die nullen und einsen auf hardwareebene auslösen.

mfg