Vortragsfolien und Beispiele 31.5.2021

20210531/catcan2.red

+;name Cat Can
+;author A. Kirchner, F. Uy, minor changes by P. Gerwinski
+;assert 1
+;
+; Your basic two sweep methodical bomber.
+; Fires SPL 0 and JMP -1 at every eight
+; addresses, then erases the core with
+; DAT bombs.
+
+start     mov       trap2,   < bomb
+          mov       trap1,   < bomb
+          sub     # 6,         bomb
+          jmn       start,     bomb ; trap loop
+set       mov     # -5,        bomb
+kill      mov       bomb,    @ bomb
+          djn       kill,      bomb ; kill loop
+reset     jmp       set
+bomb      dat                # -8
+trap1     spl       0
+trap2     jmp       -1
+          end       start

20210531/chml78b.red

+;name Chamaeleon
+;version 7.8b (19.9.1991, modifiziert am 12. und 17.11.2012)
+;author Peter Gerwinski
+;assert 1
+
+step    equ 97
+
+pos     dat #42, #-20
+  
+melden  mov hallo, ctrl           ; Gefangener Gegner meldet sich
+  
+cntdwn  sub #1, ctr               ; Runtime-Fallen-Fini
+falle   spl cntdwn 
+        mov fnum, <hallo
+        jmn falle, ctr
+  
+fnum    dat #0, #(cntdwn - hallo) ; echtes Fini
+ctrl    djn ctrl, test            ; Haupt-Task überwachen
+        spl piranh
+fini    mov fnum, <hallo
+ctr     jmp fini, #MAXPROCESSES
+  
+hallo   jmp (fini - ctrl), #(selbst + 20 - hallo)  ; Klingel für gefangenen Gegner
+
+muni2   jmp 1
+muni    jmp @42, #(melden - pos)  ; Munition
+
+piranh  mov #9, muni              ; Piranhas, Version 2.4 
+ploop   mov @muni, <ppos
+pziel   mov pmuni, (ppos - 20)
+        sub #73, pziel
+        djn ploop, muni
+ppos    spl @0, #833
+        add #653, ppos
+        jmz piranh, muni
+pmuni   dat #0, #0
+  
+start   spl ctrl               ; Überwachungs-Task aktivieren
+loop    mov #12, test          ; Watchdog zurücksetzen
+        cmp @pos, <pos         ; Gegner mit großer Schrittweite suchen
+        jmp feuer
+        sub #step, pos
+        cmp @pos, <pos
+        jmp feuer
+        sub #step, pos
+        cmp @pos, <pos
+        jmp feuer
+        sub #step, pos
+        jmp loop
+
+feuer   mov pos, psave
+        add #step, pos
+such    mov #11, test          ; Watchdog
+        jmn gefu, <pos         ; Gegner mit Schrittweite 1 suchen
+        jmn gefu, <pos
+        jmn gefu, <pos
+        jmn gefu, <pos
+        jmz such, <pos
+
+gefu    cmp pos, spos          ; Erkenne dich selbst!
+        jmn drauf, 1
+        mov psave, pos
+        sub #step, pos
+        djn loop, selbst
+        mov hallo, ctrl        ; Bei Langeweile: fini
+        jmp fini
+
+drauf   mov #13, test          ; Gegner mit jmp-Bomben eindecken
+        mov muni, @pos
+        sub pos, @pos          ; Sprung in die Falle
+        mov muni2, <pos
+        mov muni2, <pos
+        mov muni2, <pos
+        mov muni2, <pos
+        mov muni2, <pos
+        mov muni2, <pos
+        mov psave, pos
+        sub #step, pos
+        djn loop, genug
+        jmp fini               ; Zu viel zu Bombardieren: fini und Piranhas
+
+spos    dat #42, #(selbst - pos)
+psave   dat #0, #0
+test    dat #0, #2
+genug   dat #0, #10
+selbst  dat #0, #37
+
+        end start

20210531/fini.red

+;redcode
+;name fini
+;version (8.1990)
+;author Bodo Mller
+;assert 1
+
+;+--------------------------------------------------------------------------+
+;|  FINI  ( = Endstufe von PARALYSE)   Version  1.0   by  B.M.   Aug. '90   |
+;+--------------------------------------------------------------------------+
+
+NUM    DAT          #-2
+START  MOV  NUM,    <POS
+LOOP   JMP  START
+POS    DAT          #-3
+
+       END  START

20210531/pgslides.sty

+% pgslides.sty - LaTeX Settings for Lecture Slides
+% Copyright (C) 2012, 2013  Peter Gerwinski
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+% but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+% MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
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+% document.  If not, see <http://creativecommons.org/licenses/>.
+
+\usepackage{amsfonts}
+\usepackage[british,german]{babel}  % Yes, really "german" and not "ngerman".
+\usepackage[utf8]{luainputenc}  % Without this, umlauts are broken. Weird.
+\usepackage{microtype}
+\usepackage[T1]{fontenc}
+\usepackage{times}
+\usepackage{helvet}
+\renewcommand*\familydefault{\sfdefault}
+\usepackage{graphicx}
+\usepackage{pstricks}
+
+\hypersetup{colorlinks,allcolors=blue}
+
+%% @@@ Not necessary for slides. Why???
+%% Repair kerning: Automatically insert "\kern{-0.15em}" between "//" % (in URLs).
+%\directlua{
+%  local glyph = node.id ("glyph")
+%  local function my_kerning (head)
+%    for t in node.traverse (head) do
+%      if t.id == glyph and t.char == 47 then
+%        if t.next
+%           and t.next.next
+%           and t.next.next.id == glyph
+%           and t.next.next.char == 47 then
+%          local k = node.new ("kern")
+%          k.kern = tex.sp ("-0.15em")
+%          k.next = t.next
+%          k.prev = t
+%          t.next.prev = k
+%          t.next = k
+%        end
+%      end
+%    end
+%    node.kerning (head)
+%  end
+%  luatexbase.add_to_callback ("kerning", my_kerning, "URL kerning")
+%}
+
+\usetheme{default}
+\usefonttheme{structurebold}
+\setbeamertemplate{navigation symbols}{}
+\setbeamersize{text margin left = 0.3cm, text margin right = 0.2cm}
+\setbeamertemplate{itemize item}{$\bullet$}
+\setbeamertemplate{itemize subitem}{--}
+\setbeamerfont{itemize/enumerate subbody}{size=\normalsize}
+\setbeamerfont{itemize/enumerate subsubbody}{size=\normalsize}
+\setbeamercolor{footline}{fg=gray}
+
+\newcommand{\sep}{~$\cdot$~}
+
+\newif\ifminimalistic
+\minimalistictrue
+
+\institute[Hochschule Bochum\sep CVH]{%
+  \makebox(0,0.005)[tl]{\includegraphics[scale=0.72]{logo-hochschule-bochum-cvh-text-v2.pdf}}\hfill
+  \makebox(0,0)[tr]{\includegraphics[scale=0.5]{logo-hochschule-bochum.pdf}}%
+}
+
+\setbeamertemplate{headline}{%
+  \leavevmode
+  \hbox to \textwidth{%
+    \ifminimalistic
+      \strut\hfill
+    \else
+      \rule{0pt}{5.7pt}%
+      \hspace*{8.55pt}\insertinstitute\hspace*{5.7pt}%
+      \raisebox{-30pt}{\rule{0pt}{1pt}}%
+    \fi
+  }%
+  \vskip0pt%
+}
+
+\iffalse
+  \setbeamertemplate{footline}{}
+\else
+  \setbeamertemplate{footline}{%
+    \leavevmode
+    \hbox to \textwidth{%
+      \usebeamercolor{footline}%
+      \usebeamerfont{footline}%
+      \ifminimalistic
+        \strut\hfill
+      \else
+        \,\insertshorttitle\sep
+        \insertshortauthor\sep
+        \insertshortinstitute\sep
+        \insertshortdate\hfill
+      \fi
+      \insertframenumber/\inserttotalframenumber
+      %Folie\,\insertframenumber\sep Seite\,\insertpagenumber\,
+    }%
+    \vskip0pt%
+  }
+\fi
+
+\newcommand{\maketitleframe}{%
+  \ifminimalistic
+    \begin{frame}[t,plain]
+      \insertinstitute
+      \par\vfill
+      \begin{center}
+        {\LARGE\color{structure}\inserttitle\par}\bigskip\bigskip
+        {\large \insertauthor\par}\bigskip\medskip
+        \insertdate
+      \end{center}
+    \end{frame}
+  \else
+    \begin{frame}
+      \vfill
+      \begin{center}
+        {\LARGE\color{structure}\inserttitle\par}\bigskip\bigskip
+        {\large \insertauthor\par}\bigskip\medskip
+        \insertdate
+      \end{center}
+      \vfill
+    \end{frame}
+  \fi
+}
+
+\definecolor{medgreen}{rgb}{0.0,0.5,0.0}
+\definecolor{darkgreen}{rgb}{0.0,0.3,0.0}
+\definecolor{lightred}{rgb}{1.0,0.7,0.7}
+\definecolor{medred}{rgb}{0.5,0.0,0.0}
+\definecolor{bored}{rgb}{0.89,0.0,0.098}
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+\definecolor{darkgray}{rgb}{0.4,0.4,0.4}
+
+\newenvironment{experts}{\color{darkgray}}{}
+
+\usepackage{listings}
+\lstset{basicstyle=\color{structure},
+        language=C,
+        captionpos=b,
+        gobble=4,
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+        moredelim=**[is][\color{structure}]{¡}{¿},
+        moredelim=**[is][\only<2->{\color{structure}}]{²}{¿},
+        moredelim=**[is][\only<3->{\color{structure}}]{³}{¿},
+        moredelim=**[is][\only<4->{\color{structure}}]{°}{¿},
+        moredelim=**[is][\only<5->{\color{structure}}]{¤}{¿},
+        moredelim=**[is][\only<6->{\color{structure}}]{¢}{¿},
+        moredelim=**[is][\only<7->{\color{structure}}]{æ}{¿},
+        moredelim=**[is][\only<8->{\color{structure}}]{ø}{¿}}
+\lstdefinestyle{terminal}{basicstyle=\ttfamily\color{darkgreen},
+                          language={},
+                          columns=fixed,
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+                          moredelim=**[is][\color{blendedblue}]{°}{¿},
+                          moredelim=**[is][\sffamily\it\lstset{columns=fullflexible}]{²}{¿}}
+\lstdefinestyle{cmd}{basicstyle=\ttfamily\color{red},
+                     language={},
+                     gobble=2,
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+                     moredelim=**[is][\sffamily\it\lstset{columns=fullflexible}]{²}{¿}}
+\lstdefinestyle{shy}{basicstyle=\color{lightgray}}
+
+\setcounter{topnumber}{3}
+\renewcommand\topfraction{0.7}
+\setcounter{bottomnumber}{3}
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+\setcounter{totalnumber}{5}
+\renewcommand\textfraction{0.1}
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+
+\setlength{\unitlength}{1cm}
+
+\newcommand{\protectfile}[1]{#1}
+\urlstyle{sf}
+\newcommand{\file}[1]{{\color{structure}\protectfile{#1}}}
+\newcommand{\textarrow}{{\boldmath $\longrightarrow$}}
+\newcommand{\arrowitem}{\item[\textarrow]}
+\newcommand{\newterm}[1]{\emph{\color{darkgreen}#1}}
+\newcommand{\BIGskip}{\vspace{1cm}}
+\newcommand{\shy}{\color{lightgray}}
+\newcommand{\hot}{\color{red}}
+\newcommand{\shyhot}{\color{lightred}}
+
+\newcommand{\sectionnonumber}[1]{\section{#1}\addtocounter{section}{-1}}
+
+\def\showsectionnonumber{\hbox{\Large\color{structure}\bf
+                               \vtop{\secname}\par}\bigskip}
+
+\newcommand{\nosectionnonumber}[1]{\gdef\nosectionnonumbername{#1}}
+
+\def\shownosectionnonumber{\hbox{\Large\color{structure}\bf
+                                 \vtop{\nosectionnonumbername}\par}\bigskip}
+
+\def\showsection{\hbox{\Large\color{structure}\bf
+                       \vtop{\hbox{\arabic{section}}}\kern1em%
+                       \vtop{\secname}\par}\bigskip}
+
+\newcommand{\subsectionnonumber}[1]{\subsection{#1}\addtocounter{subsection}{-1}}
+
+\def\showsubsectionnonumber{{\large\color{structure}\bf\subsecname\par}\bigskip}
+
+\def\showsubsection{\hbox{\large\color{structure}\bf
+                          \vtop{\hbox{\arabic{section}.\arabic{subsection}}}\kern1em%
+                          \vtop{\subsecname}\par}\bigskip}
+
+\newcommand{\subsubsectionnonumber}[1]{\subsubsection{#1}\addtocounter{subsubsection}{-1}}
+
+\def\showsubsubsectionnonumber{{\normalsize\color{structure}\bf\subsubsecname\par}\bigskip}
+
+\def\showsubsubsection{\hbox{\normalsize\color{structure}\bf
+                             \vtop{\hbox{\arabic{section}.\arabic{subsection}.\arabic{subsubsection}}}\kern1em%
+                             \vtop{\subsubsecname}\par}\bigskip}

20210531/piranh24b.red

+;name Piranhas
+;version 2.4b (25.4.1991, modifiziert am 8.11.2012)
+;author Peter Gerwinski
+;assert 1
+
+ptr     dat #0
+start   mov #9, ptr
+loop    mov @ptr, <pos
+ziel    mov muni, -20
+        sub #257, ziel
+        djn loop, ptr
+pos     spl @0, #833
+        add #653, pos
+        jmz start, ptr
+muni    dat #0
+
+        end start

20210531/rtech-20210531.tex

+% rtech-20210531.pdf - Lecture Slides on Computer Technology
+% Copyright (C) 2012, 2013, 2014, 2021  Peter Gerwinski
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+
+% README: Architekturmerkmale von Prozessoren
+
+\documentclass[10pt,t]{beamer}
+
+\usepackage{pgslides}
+
+\lstdefinestyle{asm}{basicstyle=\color{structure},
+                     language={},
+                     gobble=4}
+
+\title{Rechnertechnik}
+\author{Prof.\ Dr.\ rer.\ nat.\ Peter Gerwinski}
+\date{31.\ Mai 2021}
+
+\begin{document}
+
+\maketitleframe
+
+\sectionnonumber{\inserttitle}
+
+\begin{frame}
+
+  \showsectionnonumber
+
+  \begin{itemize}
+    \item[\textbf{1}] \textbf{Einführung}
+    \item[\textbf{2}] \textbf{Vom Schaltkreis zum Computer}
+      \begin{itemize}
+        \item[2.1] Logik-Schaltkreise
+        \item[2.2] Binärdarstellung von Zahlen
+        \item[2.3] Vom Logik-Schaltkreis zum Addierer
+        \item[2.4] Negative Zahlen
+        \item[2.5] Vom Addierer zum Computer
+        \item[2.6] Computer-Sprachen
+        \item[2.7] Programmieren in Assembler
+        \color{orange}
+        \item[2.8] Struktur von Assembler-Programmen
+      \end{itemize}
+    \item[\textbf{3}] \textbf{Architekturmerkmale von Prozessoren}
+    \color{gray}
+    \item[\textbf{4}] \textbf{Der CPU-Stack}
+%    \item[\textbf{5}] \textbf{Hardwarenahe Programmierung}
+%    \item[\textbf{6}] \textbf{Anwender-Software}
+%    \item[\textbf{7}] \textbf{Bus-Systeme}
+%    \item[\textbf{8}] \textbf{Pipelining}
+    \item[\textbf{\dots\hspace{-0.75em}}]
+%    \item[\textbf{9}] \textbf{Ausblick}
+  \end{itemize}
+
+\end{frame}
+
+\setcounter{section}{1}
+\section{Vom Schaltkreis zum Computer}
+\setcounter{subsection}{7}
+\subsection{Struktur von Assembler-Programmen}
+
+\begin{frame}[fragile]
+
+  \showsubsection
+
+  Beispiel 2: Redcode (ICWS '88) -- Core War[s] (Krieg der Kerne)\\
+  Virtuelle Maschine: Memory Array Redcode Simulator (MARS)
+
+  \bigskip
+
+  \begin{minipage}[t]{7.2cm}
+    Instruktionen:\\[\smallskipamount]
+    \lstinline{dat B} -- Daten \only<1->{-- "`Du hast verloren!"'}\\
+    \lstinline{mov A, B} -- kopiere A nach B\\
+    \lstinline{add A, B} -- addiere A zu B\\
+    \lstinline{sub A, B} -- subtrahiere A von B\\
+    \lstinline{jmp A} -- unbedingter Sprung nach A\\
+    \lstinline{jmz A, B} -- Sprung nach A, wenn B $=$ 0\\
+    \lstinline{jmn A, B} -- Sprung nach A, wenn B $\ne$ 0\\
+    \lstinline{djn A, B} -- "`decrement and jump if not zero"'\\
+    \lstinline{cmp A, B} -- "`compare"': überspringe, falls gleich\\
+    \lstinline{spl A} -- "`split"': Programm verzweigen
+  \end{minipage}\hfill
+  \begin{minipage}[t]{4.7cm}
+    Adressierungsarten:\\[\smallskipamount]
+    grundsätzlich: Speicher relativ\\[\smallskipamount]
+    \lstinline{#} -- unmittelbar\\
+    \lstinline{$} -- direkt\\
+    \lstinline{@} -- indirekt\\
+    \lstinline{<} -- indirekt mit Prä-Dekrement
+
+%    \pause[5]
+    \bigskip
+    Programm "`Nothing"':
+    \begin{lstlisting}[gobble=6]
+      jmp 0
+    \end{lstlisting}
+%    \pause
+    \bigskip
+    Programm "`Knirps"':
+    \begin{lstlisting}[gobble=6]
+      mov 0, 1
+    \end{lstlisting}
+
+  \end{minipage}
+
+\end{frame}
+
+\begin{frame}[fragile]
+
+  \showsubsection
+
+  Unbedingte Verzweigung
+
+  Beispiel: Endlosschleife von "`Dwarf"'
+
+  \begin{minipage}[t]{1.2cm}
+    \begin{lstlisting}[style=asm,gobble=6]
+      bomb
+      start
+    \end{lstlisting}
+  \end{minipage}%
+  \begin{minipage}[t]{3cm}
+    \begin{lstlisting}[style=asm,gobble=6]
+      dat #0
+      add #4, bomb
+      mov bomb, @bomb
+      jmp start
+      end start
+    \end{lstlisting}
+  \end{minipage}\hfill
+  \begin{minipage}[t]{3.9cm}
+    \small
+    \bigskip
+    Instruktionen:\\[\smallskipamount]
+    \lstinline{dat B}\\
+    \lstinline{mov A, B}\\
+    \lstinline{add A, B}\\
+    \lstinline{sub A, B}\\
+    \lstinline{jmp A}\\
+    \lstinline{jmz A, B} -- "`jump if zero"'\\
+    \lstinline{jmn A, B} -- "`if not zero"'\\
+    \lstinline{djn A, B} -- "`dec. \& jmn"'\\
+    \lstinline{cmp A, B} -- vgl.\ \& überspr.\\
+    \lstinline{spl A} -- verzweigen
+  \end{minipage}%
+  \begin{minipage}[t]{2.7cm}
+    \small
+    \bigskip
+    Adressierungsarten:\\[\medskipamount]
+    grundsätzlich:\\
+    Speicher relativ\\[\medskipamount]
+    \lstinline{#} -- unmittelbar\\[\smallskipamount]
+    \lstinline{$} -- direkt\\[\smallskipamount]
+    \lstinline{@} -- indirekt\\[\smallskipamount]
+    \lstinline{<} -- indirekt mit\\
+    \hspace*{0.52cm}Prä-Decrement
+  \end{minipage}
+
+\end{frame}
+
+\begin{frame}[fragile]
+
+  \showsubsection
+
+  \alt<2->{Mehrere Threads}{Bedingte Verzweigung}
+
+  Beispiel: \alt<2->{Multithreading}{Kopierschleife} von "`Mice"'
+
+  \begin{minipage}[t]{1.2cm}
+    \begin{lstlisting}[style=asm,gobble=6]
+      ptr
+      start
+      loop
+
+
+
+
+      dest
+
+    \end{lstlisting}
+  \end{minipage}%
+  \begin{minipage}[t]{3cm}
+    \begin{lstlisting}[style=asm,gobble=6]
+      dat              #0
+      mov     #12,     ptr
+      mov     @ptr,    <dest
+      djn     loop,    ptr
+      spl     @dest
+      add     #653,    dest
+      jmz     start,   ptr
+      dat              #833
+      end start
+    \end{lstlisting}
+  \end{minipage}\hfill
+  \begin{minipage}[t]{3.9cm}
+    \small
+    \bigskip
+    Instruktionen:\\[\smallskipamount]
+    \lstinline{dat B}\\
+    \lstinline{mov A, B}\\
+    \lstinline{add A, B}\\
+    \lstinline{sub A, B}\\
+    \lstinline{jmp A}\\
+    \lstinline{jmz A, B} -- "`jump if zero"'\\
+    \lstinline{jmn A, B} -- "`if not zero"'\\
+    \lstinline{djn A, B} -- "`dec. \& jmn"'\\
+    \lstinline{cmp A, B} -- vgl.\ \& überspr.\\
+    \lstinline{spl A} -- verzweigen
+  \end{minipage}%
+  \begin{minipage}[t]{2.7cm}
+    \small
+    \bigskip
+    Adressierungsarten:\\[\medskipamount]
+    grundsätzlich:\\
+    Speicher relativ\\[\medskipamount]
+    \lstinline{#} -- unmittelbar\\[\smallskipamount]
+    \lstinline{$} -- direkt\\[\smallskipamount]
+    \lstinline{@} -- indirekt\\[\smallskipamount]
+    \lstinline{<} -- indirekt mit\\
+    \hspace*{0.52cm}Prä-Decrement
+  \end{minipage}
+
+\end{frame}
+
+\begin{frame}[fragile]
+
+  \showsubsection
+
+  Selbstmodifizierender Code
+
+  Beispiel: Selbsterkennung von "`Fini"'
+
+  \begin{minipage}[t]{1.2cm}
+    \begin{lstlisting}[language={},gobble=6]
+      num
+      start
+
+      pos
+
+    \end{lstlisting}
+  \end{minipage}%
+  \begin{minipage}[t]{0.9cm}
+    \begin{lstlisting}[language={},gobble=6]
+      dat #-2
+      mov num, <pos
+      jmp start
+      dat
+      end start
+    \end{lstlisting}
+  \end{minipage}\hfill
+  \begin{minipage}[t]{3.9cm}
+    \small
+    \bigskip
+    Instruktionen:\\[\smallskipamount]
+    \lstinline{dat B}\\
+    \lstinline{mov A, B}\\
+    \lstinline{add A, B}\\
+    \lstinline{sub A, B}\\
+    \lstinline{jmp A}\\
+    \lstinline{jmz A, B} -- "`jump if zero"'\\
+    \lstinline{jmn A, B} -- "`if not zero"'\\
+    \lstinline{djn A, B} -- "`dec. \& jmn"'\\
+    \lstinline{cmp A, B} -- vgl.\ \& überspr.\\
+    \lstinline{spl A} -- verzweigen
+  \end{minipage}%
+  \begin{minipage}[t]{2.7cm}
+    \small
+    \bigskip
+    Adressierungsarten:\\[\medskipamount]
+    grundsätzlich:\\
+    Speicher relativ\\[\medskipamount]
+    \lstinline{#} -- unmittelbar\\[\smallskipamount]
+    \lstinline{$} -- direkt\\[\smallskipamount]
+    \lstinline{@} -- indirekt\\[\smallskipamount]
+    \lstinline{<} -- indirekt mit\\
+    \hspace*{0.52cm}Prä-Decrement
+  \end{minipage}
+
+\end{frame}
+
+\begin{frame}[fragile]
+
+  \showsubsection
+
+  \strut
+ 
+  \strut\makebox(0,0)[bl]{\large\color{structure}\textbf{Ehemaliger Praktikumsversuch (2014)}}
+  \hfill Inspiration für Projekt?
+
+  \begin{minipage}[t]{5cm}
+    \medskip
+    Schreiben Sie ein\\
+    Redcode-Programm,\\
+    das die Gegner\\
+    \file{Nothing}, \file{Knirps}\\
+    und \file{Mice} besiegt.
+
+    \medskip
+
+    ICWS-88-Standard,\\
+    max.\ 64 Prozesse,\\
+    Speichergröße zufällig
+
+    \medskip
+
+    Teams bis zu 3 Personen\\
+    sind zulässig.
+  \end{minipage}\hfill
+  \begin{minipage}[t]{3.9cm}
+    \small
+    \bigskip
+    Instruktionen:\\[\smallskipamount]
+    \lstinline{dat B}\\
+    \lstinline{mov A, B}\\
+    \lstinline{add A, B}\\
+    \lstinline{sub A, B}\\
+    \lstinline{jmp A}\\
+    \lstinline{jmz A, B} -- "`jump if zero"'\\
+    \lstinline{jmn A, B} -- "`if not zero"'\\
+    \lstinline{djn A, B} -- "`dec. \& jmn"'\\
+    \lstinline{cmp A, B} -- vgl.\ \& überspr.\\
+    \lstinline{spl A} -- verzweigen
+  \end{minipage}%
+  \begin{minipage}[t]{2.7cm}
+    \small
+    \bigskip
+    Adressierungsarten:\\[\medskipamount]
+    grundsätzlich:\\
+    Speicher relativ\\[\medskipamount]
+    \lstinline{#} -- unmittelbar\\[\smallskipamount]
+    \lstinline{$} -- direkt\\[\smallskipamount]
+    \lstinline{@} -- indirekt\\[\smallskipamount]
+    \lstinline{<} -- indirekt mit\\
+    \hspace*{0.52cm}Prä-Decrement
+  \end{minipage}
+
+\end{frame}
+
+\sectionnonumber{\inserttitle}
+
+\begin{frame}
+
+  \showsectionnonumber
+
+  \begin{itemize}
+    \item[\textbf{1}] \textbf{Einführung}
+    \item[\textbf{2}] \textbf{Vom Schaltkreis zum Computer}
+      \begin{itemize}
+        \item[2.1] Logik-Schaltkreise
+        \item[2.2] Binärdarstellung von Zahlen
+        \item[2.3] Vom Logik-Schaltkreis zum Addierer
+        \item[2.4] Negative Zahlen
+        \item[2.5] Vom Addierer zum Computer
+        \item[2.6] Computer-Sprachen
+        \item[2.7] Programmieren in Assembler
+        \color{medgreen}
+        \item[2.8] Struktur von Assembler-Programmen
+      \end{itemize}
+    \item[\textbf{3}] \textbf{Architekturmerkmale von Prozessoren}
+      \begin{itemize}
+        \color{red}
+        \item[3.1] Speicherarchitekturen
+        \item[3.2] Registerarchitekturen
+        \item[3.3] Befehlssätze
+      \end{itemize}
+    \color{gray}
+    \item[\textbf{4}] \textbf{Der CPU-Stack}
+%    \item[\textbf{5}] \textbf{Hardwarenahe Programmierung}
+%    \item[\textbf{6}] \textbf{Anwender-Software}
+%    \item[\textbf{7}] \textbf{Bus-Systeme}
+%    \item[\textbf{8}] \textbf{Pipelining}
+    \item[\textbf{\dots\hspace{-0.75em}}]
+%    \item[\textbf{9}] \textbf{Ausblick}
+  \end{itemize}
+
+\end{frame}
+
+\section{Architekturmerkmale von Prozessoren}
+\subsection{Speicherarchitekturen}
+
+\begin{frame}
+
+  \showsection
+  \showsubsection
+
+  Bezeichnungen
+  \begin{itemize}
+    \item
+      \newterm{Bit\/} = 0 oder 1 -- kleinste Einheit an Information
+    \item
+      \newterm{Byte\/} = Zusammenfassung mehrerer \newterm{Bits}\\
+      zu einer Binärzahl, die ein Zeichen (\newterm{Character\/}) darstellen kann,\\
+      häufig 8 Bits (\newterm{Oktett\/})
+    \item
+      \newterm{Speicherwort\/} = Zusammenfassung mehrerer Bits\\
+      zu der kleinsten adressierbaren Einheit, häufig 1 Byte
+    \item
+      \newterm{RAM\/} = \newterm{Random Access Memory\/} = Hauptspeicher
+    \item
+      \newterm{ROM\/} = \newterm{Read Only Memory\/} = nur lesbarer Speicher
+  \end{itemize}
+
+\end{frame}
+
+\begin{frame}
+
+  \showsubsection
+
+  Verschiedene Arten von Speicher
+  \begin{itemize}
+    \item
+      \newterm{Prozessor-Register}\\
+      können direkt mit ALU verbunden werden,\\
+      besonders schnell (Flipflops),\\
+      überschaubare Anzahl von Registern
+    \item
+      \newterm{Hauptspeicher}\\
+      kann direkt adressisert und mit Prozessor-Registern abgeglichen werden,\\
+      heute i.\,d.\,R.\ dynamischer Speicher (Kondensatoren)
+    \item
+      \newterm{I/O-Ports}\\
+      sind spezielle Speicheradressen, über die\\
+      mit externen Geräten kommuniziert wird
+    \item
+      \newterm{Massenspeicher}\\
+      liegt auf externem Gerät, wird über I/O-Ports angesprochen,\\
+      Festplatte, Flash-Speicher, \dots
+  \end{itemize}
+
+\end{frame}
+
+\begin{frame}
+
+  \showsubsection
+
+  \begin{itemize}
+    \item
+      \newterm{Von-Neumann-Architektur}\\
+      Es gibt nur 1 Hauptspeicher, in dem sich sowohl die Befehle\\
+      als auch die Daten befinden.
+
+      \begin{onlyenv}<1>
+        Vorteil: Flexibilität in der Speichernutzung
+
+        Nachteil: Befehle können überschrieben werden.\\
+        $\longrightarrow$ Abstürze und Malware möglich
+      \end{onlyenv}
+
+    \pause
+    \item
+      \newterm{Harvard-Architektur}\\
+      Es gibt 2 Hauptspeicher. In einem befinden sich die Befehle,\\
+      im anderen die Daten.
+
+      \begin{onlyenv}<2>
+        Vorteil: Befehle können nicht überschrieben werden\\
+        $\longrightarrow$ sicherer als Von-Neumann-Architektur
+
+        Nachteile: Leitungen zum Speicher (Bus) müssen doppelt vorhanden sein,\\
+        freier Befehlsspeicher kann nicht für Daten genutzt werden.
+      \end{onlyenv}
+
+    \pause
+    \item
+      Weitere Kombinationen\\
+      Hauptspeicher und I/O-Ports gemeinsam oder getrennt,\\
+      Hauptspeicher und Prozessorregister gemeinsam oder getrennt
+  \end{itemize}
+
+\end{frame}
+
+\begin{frame}
+
+  \showsubsection
+
+  Beispiele:
+  \begin{itemize}
+    \item
+      Intel IA-32 (i386, Nachfolger und Kompatible):\\
+      Von-Neumann-Architektur (plus Speicherschutzmechanismen),\\
+      Prozessorregister und I/O-Ports vom Hauptspeicher getrennt
+    \item
+      Atmel AVR (z.\,B.\ ATmega):\\
+      Harvard-Architektur (Befehlsspeicher als Flash-Speicher grundsätzlich auch schreibbar),\\
+      Prozessorregister und I/O-Ports in gemeinsamem Adressbereich mit Hauptspeicher
+    \item
+      6502 (heute: Renesas-Mikro-Controller):\\
+      Von-Neumann-Architektur,\\
+      I/O-Ports in gemeinsamem Adressbereich mit Hauptspeicher,\\
+      Prozessorregister und Hauptspeicher getrennt
+  \end{itemize}
+
+\end{frame}
+
+\subsection{Registerarchitekturen}
+
+\begin{frame}[fragile]
+
+  \showsubsection
+
+  \vspace*{-\medskipamount}
+
+  \begin{itemize}
+    \item
+      Mehrere Register, einzeln ansprechbar
+    \item
+      \newterm{Akkumulator\/}: Nur 1 Register kann rechnen.
+    \item
+      \newterm{Stack-Architektur\/}: Stapel, "`umgekehrte Polnische Notation"'
+  \end{itemize}
+
+  \pause
+
+  Operationen: typischerweise nur 
+  \lstinline{=}, \lstinline{+=}, \lstinline{-=}, \lstinline{*=}, \lstinline{/=}, \dots
+
+  \pause
+  \medskip
+
+  Beispiel: \lstinline{c = a + 2 * b;}
+
+  \pause
+  \medskip
+
+  \begin{minipage}[t]{2cm}
+    C:\smallskip\par
+    \begin{lstlisting}[gobble=6]
+      R = b;
+      R *= 2;
+      R += a;
+      c = R;
+    \end{lstlisting}
+  \end{minipage}\pause
+  \begin{minipage}[t]{4cm}
+    Mehrere Register:\smallskip\par
+    \begin{lstlisting}[style=asm,gobble=6]
+      movl  (b), %eax
+      imull $2, %eax, %eax
+      addl  (a), %eax
+      movl  %eax, (c)
+    \end{lstlisting}
+    \smallskip\par
+    (IA-32-Assembler)
+  \end{minipage}\pause
+  \begin{minipage}[t]{3cm}
+    Akkumulator:\smallskip\par
+    \begin{lstlisting}[style=asm,gobble=6]
+      load  (b)
+      mul   $2
+      add   (a)
+      store (c)
+    \end{lstlisting}
+    \smallskip\par
+    (Pseudo-Assembler)
+  \end{minipage}\pause
+  \begin{minipage}[t]{3cm}
+    Register-Stack:\smallskip\par
+    \begin{lstlisting}[style=asm,gobble=6]
+      push  (a)
+      push  (b)
+      push  $2
+      mul
+      add
+      pop   (c)
+    \end{lstlisting}
+  \end{minipage}
+
+\end{frame}
+
+\begin{frame}
+
+  \showsubsection
+
+  Beispiele:
+  \begin{itemize}
+    \item
+      Intel IA-32 (i386, Nachfolger und Kompatible):\\
+      Mehrere Register, für verschiedene Zwecke spezialisiert (unübersichtlich),\\[\smallskipamount]
+      Fließkommaregister: Stack-Architektur
+    \item
+      Atmel AVR (z.\,B.\ ATmega):\\
+      32 Register
+    \item
+      6502 (heute: Renesas-Mikro-Controller):\\
+      3 Register: A, X, Y. Nur A kann rechnen $\longrightarrow$ Akkumulator
+    \item
+      Java Virtual Machine (JVM):\\
+      Stack-Architektur
+    \item
+      Redcode:\\
+      Jede Speicherzelle fungiert als Register
+  \end{itemize}
+
+\end{frame}
+
+\subsection{Befehlssätze}
+
+\begin{frame}
+
+  \showsubsection
+
+  \begin{itemize}
+    \item
+      \newterm{Complex Instruction Set Computer (CISC)}
+
+      \smallskip
+
+      Umfangreiche Befehlssätze, mächtige Befehle
+
+      \begin{onlyenv}<1>
+        \textarrow\ komfortable manuelle Programmierung in Assembler\\
+        \textarrow\ längere Abarbeitungszeit der einzelnen Befehle
+
+        \smallskip
+
+        Realisierung: "`Prozessor im Prozessor"' -- \newterm{Mikroprogramme}
+
+        \smallskip
+
+        Beispiele: IA-32, AMD-64
+      \end{onlyenv}
+
+    \medskip
+    \pause
+    \item
+     \newterm{Reduced Instruction Set Computer (RISC)}
+
+      \smallskip
+
+      wenige, wenig mächtige Befehle
+
+      \begin{onlyenv}<2>
+        \textarrow\ Programmierung in Assembler für Menschen unkomfortabel\\
+        \textarrow\ schnelle Abarbeitung der Befehle
+
+        \smallskip
+
+        Beispiele: Atmel AVR, Redcode
+      \end{onlyenv}
+ 
+    \pause
+    \medskip
+    \item
+      \newterm{Very Long Instruction Word (VLIW)\/} und\\
+      \newterm{Explicitly Parallel Instruction Computing (EPIC)}
+
+      \smallskip
+
+      mehrere Befehle gleichzeitig ausführbar
+
+      \begin{onlyenv}<3>
+        \textarrow\ mehr Rechenleistung möglich\\
+        \textarrow\ Programmierung sehr aufwendig
+
+        \smallskip
+
+        Beispiel: IA-64
+      \end{onlyenv}
+
+    \pause
+    \medskip
+    \item
+      \newterm{Orthogonaler Befehlssatz}
+
+      \smallskip
+
+      jeder Befehl mit jeder Adressierungsart kombinierbar
+  \end{itemize}
+
+\end{frame}
+
+\iffalse
+
+\section{Der CPU-Stack\label{CPU-Stack}}
+\subsection{Implementation}
+
+\begin{frame}
+
+  \showsection
+  \showsubsection
+
+  Speicher, in dem Werte "`gestapelt"' werden: \newterm{Stack}
+
+  \begin{itemize}
+    \item
+      Speicherbereich (ein array) reservieren
+    \item
+      Variable (typischerweise: Prozessorregister) als
+      \newterm{Stack Pointer\/} reservieren \textarrow\ \lstinline{SP}
+    \item
+      Assembler-Befehl \lstinline[style=asm]{push foo}: \quad
+      \lstinline{*SP++ = foo;}
+    \item
+      Assembler-Befehl \lstinline[style=asm]{pop bar}: \quad
+      \lstinline{bar = *--SP;}
+  \end{itemize}
+
+  \pause
+  \medskip
+  Speziell: Unterprogramme
+
+\end{frame}
+
+\subsection{Unterprogramme}
+
+\begin{frame}[fragile]
+
+  \showsection
+  \showsubsection
+
+  \begin{minipage}[t]{4.5cm}
+    Parameter:
+    \begin{itemize}
+      \item
+        Prozessorregister
+      \item
+        CPU-Stack
+    \end{itemize}
+
+    \smallskip
+
+    Rückgabewert:
+    \begin{itemize}
+      \item
+        Prozessorregister
+    \end{itemize}
+  \end{minipage}%
+  \begin{minipage}[t]{5cm}
+    Aufruf:
+    \begin{itemize}
+      \item
+        \lstinline[style=asm]{push IP}\\
+        \lstinline[style=asm]{jmp foo}
+        {\color{red}\boldmath $\longleftarrow$ mov \#foo IP}\\
+        \textarrow\ \lstinline[style=asm]{call foo}
+    \end{itemize}
+    Rücksprung:
+    \begin{itemize}
+      \item
+        \lstinline[style=asm]{pop IP}\\
+        \textarrow\ \lstinline[style=asm]{ret}
+    \end{itemize}
+  \end{minipage}
+
+\end{frame}
+
+\subsection{Register sichern}
+
+\begin{frame}
+
+  \showsection
+  \showsubsection
+
+  Ein Unterprogramm verändert Registerinhalte.
+  \begin{itemize}
+    \item
+      im Hauptprogramm nötigenfalls vor Aufruf sichern
+    \item
+      im Unterprogramm vor Benutzung sichern
+    \item
+      Kombinationen (manche Register so, manche so)
+  \end{itemize}
+
+\end{frame}
+
+\fi
+
+\end{document}

projekte.txt

@@ -34,6 +34,18 @@ Projektideen:
    - Es gibt einen Streaming-Server OwnCast, der Bild und Ton übertragen kann
      und außerdem eine Chat-Funktion hat. --> mit Mumble-Chat zusammenbringen
 
+Rechnertechnik-Projekte:
+
+ o Entfernungsmessung per Schallgeschwindigkeit
+ o Mechanischer Rechner mit Murmeln
+ o DMX-Protokoll in Arduino implementieren
+ o Taschenrechner mit 5-Bit-Dualzahlen - Grundrechenarten
+   Ausgabe per 7-Segment-Anzeige
+ o Arduino als VU-Meter
+ o Soft-serielle Schnittstelle per TCP/IP übertragen
+ o Core War
+ - Minecraft
+
 Allgemeine Projektideen:
 
  Smiley = bereits abgeschlossen oder fast abgeschlossen
@@ -48,7 +60,7 @@ Allgemeine Projektideen:
 :o dynamische Kamera-Positionierung für PULT
  o Mumsi die Anzeige der Telefonnummer abgewöhnen
  o Telefon-Wahl aus Mumble heraus
- - Mumble-Chat mit BBB-Chat verbinden
+ o Mumble-Chat mit BBB-Chat verbinden --> mkorostovskiy
  - cvh-bot mit BBB-Umfragen verbinden
  * noVNC in BBB einbauen
  * yesVNC in BBB einbauen
@@ -73,4 +85,4 @@ Allgemeine Projektideen:
    Bsp-Instanz aus Bochum (von dem dortigen Hackspace): https://virtuallab.das-labor.org/
    Doku dazu: https://howto.rc3.world/workadventure.en.html
  * 3d-Scan aus einem Film heraus
- - BBB: Standard-Umfrage: Ja/Nein/Enthaltung
+;) BBB: Standard-Umfrage: Ja/Nein/Enthaltung