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Welche Sprache spricht der Computer? (S. 22-24)

Viele Leute sind fasziniert von der Arbeitsweise des Computers. Ein Mausklick genügt und man befindet sich in einer Welt voller Informationen und Unterhaltung. Kaum jemand macht sich dabei noch Gedanken, wie dies alles zustande kommt. Für viele ist der Computer nichts anderes als ein Gerät, das man ein- und ausschalten kann und das das verrichtet, was man haben möchte.

Was ist das?
Ein Computer ist eine elektronisch arbeitende Maschine, mit der sich verschiedene Arten von Daten verarbeiten lassen. Der erste Computer wurde übrigens 1936 von dem deutschen Ingenieur Konrad Zuse gebaut.

Computer arbeiten intern nur mit zwei Werten – mit 0 und 1 –, die man sich wie elektrische Schalter vorstellen kann: 0 bedeutet »kein Strom«, 1 »Strom fließt«. Dies klingt zunächst trivial und erklärt kaum, wie ein Computer all die Tätigkeiten erledigt, die heute von ihm verlangt werden. Schon Alphabet und Dezimalsystem basieren auf weit mehr als zwei Werten.

Durch eine Folge von 0- und 1-Werten lassen sich aber beliebig viele Werte kodieren. Jede Folge hat je nach Inhalt eine bestimmte Bedeutung. Man spricht dabei vom Maschinencode, den man sich wie folgt vorstellen kann:

001100110010100
111001001110101

Hier sehen Sie eine Reihe von so genannten binärkodierten Befehlen. Der Prozessor des Computers kann ausschließlich einen solchen binären Maschinencode verstehen. Stark vereinfacht gesagt ist der Prozessor das zentrale Rechen- und Steuerwerk des Computers, das bestimmte binärkodierte Befehle entweder direkt ausführt oder in Verbindung mit binärkodierten Datenfolgen irgendwelche Aufgaben verrichtet. Derartige Daten könnten zum Beispiel der Inhalt einer Textdatei sein; ein Beispiel für einen Befehl könnte sein, diese Daten als Datei zu speichern (wobei sich das Speichern einer Datei aus vielen Einzelbefehlen zusammensetzt, was aber jetzt nicht näher interessieren soll).

Je höher die Taktfrequenz Ihres Prozessors ist, desto schneller und mehr Befehle kann dieser abarbeiten.

Was ist das?
Die Taktfrequenz von Computern wird in Hertz gemessen, wobei 1 Hertz einer Schwingung pro Sekunde entspricht. Moderne Computer können in aller Regel mehrere Hundert Millionen Schwingungen pro Sekunde ausführen, sodass die Taktfrequenz meist in Megahertz (Abkürzung: MHz, 1 MHz entspricht einer Million Schwingungen) oder Gigahertz (Abkürzung: GHz, 1 GHz entspricht einer Milliarde (also 1.000 Millionen) Schwingungen) angegeben wird. Heute verkaufte Computer sind schon zum Teil bei über 2.000 MHz (also 2 GHz) angekommen.

Wie sage ich es meinem Computer?

Jetzt wissen Sie, dass der Prozessor die Befehle für die zu erledigenden Arbeiten des Computers erhält. Aber wie können Sie Kommandos an den Prozessor schicken? Ebenfalls mit den Zahlen Null und Eins? Im Prinzip würde das schon gehen, aber zum Glück muss man heute – im Unterschied zu den Anfängen der Computerpionierzeit – nicht mehr auf so einer niedrigen Ebene programmieren.

Was ist das?
Niedrige Ebene: Je näher man am System – an der Hardware – programmiert, desto niedriger ist die Ebene zu sehen. C ist eine Sprache, die erst einmal eine Hochsprache darstellt – das heißt auf einer höheren Ebene (engl. high level) angesiedelt ist –, aber trotzdem als systemnahe Sprache gilt (engl. low level), da sie es auch erlaubt, auf einer sehr niedrigen Ebene zu programmieren.
Sie verstehen nun sicher besser, was es mit dem Begriff Hochsprache auf sich hat und warum er in der Programmierwelt so häu.g vorkommt.

Um mit dem Computer kommunizieren zu können, benötigen Sie ein Übersetzungsprogramm, das in Verbindung mit den meisten Programmiersprachen – so auch bei C – Compiler genannt wird. Dieses Programm wandelt Befehle, die als lesbare Wörter, als Dezimalzahlen usw. eingegeben werden (also den Quellcode), in den binären Maschinencode um, sodass ihn der Prozessor verarbeiten kann.