How Computers Really Work

Ein leicht verständlicher, praxisorientierter Leitfaden, um zu verstehen, wie Computer funktionieren, von den grundlegenden Schaltkreisen bis zum fortgeschrittenen Code.

"Wie Computer wirklich funktionieren" ist ein praxisorientierter Leitfaden zum Thema Computertechnik: von Schaltkreisen über Speicher und Taktsignale bis hin zu Maschinencode, Programmiersprachen, Betriebssystemen und dem Internet.

Aber Sie werden nicht nur über diese Konzepte lesen, sondern Ihr Wissen mit Übungen testen und das Gelernte mit 41 optionalen, praktischen Projekten anwenden. Bauen Sie digitale Schaltkreise, entwickeln Sie ein Ratespiel, wandeln Sie Dezimalzahlen in Binärzahlen um, untersuchen Sie die Nutzung von virtuellem Speicher, betreiben Sie Ihren eigenen Webserver und vieles mehr.

Erforschen Sie Konzepte wie:

• Denken Sie wie ein Softwareentwickler, während Sie Daten verwenden, um ein reales Konzept zu beschreiben.
• Verwenden Sie die Gesetze von Ohm und Kirchhoff, um einen elektrischen Schaltkreis zu analysieren.
• Denken Sie wie ein Computer, während Sie binäre Addition üben und ein Programm Schritt für Schritt in Ihrem Kopf ausführen.

Die Projekte in diesem Buch ermöglichen es Ihnen, Ihr Wissen in die Praxis umzusetzen, indem Sie:

• Lernen, wie Sie ein Multimeter verwenden, um Widerstand, Strom und Spannung zu messen.
• Bauen Sie einen Halb-Addierer, um zu sehen, wie logische Operationen in Hardware kombiniert werden können, um nützliche Funktionen auszuführen.
• Schreiben Sie ein Programm in Assemblersprache und untersuchen Sie dann den resultierenden Maschinencode.
• Lernen Sie, wie Sie einen Debugger verwenden, Code disassemblieren und ein Programm "hacken", um sein Verhalten zu ändern, ohne den Quellcode zu verändern.
• Verwenden Sie einen Port-Scanner, um zu sehen, welche Internet-Ports Ihr Computer geöffnet hat.
• Betreiben Sie Ihren eigenen Server und erhalten Sie einen umfassenden Überblick darüber, wie das Web funktioniert.

Da ein Bild mehr sagt als tausend Bytes, sind die Kapitel mit detaillierten Diagrammen und Illustrationen versehen, um technische Komplexitäten zu veranschaulichen.

Voraussetzungen: Die Projekte erfordern eine Vielzahl von Hardwarekomponenten – Elektronikprojekte benötigen eine Steckplatine, ein Netzteil und verschiedene Schaltungskomponenten. Softwareprojekte werden auf einem Raspberry Pi durchgeführt. Anhang B enthält eine vollständige Liste. Selbst wenn Sie die Projekte überspringen, werden die wichtigsten Konzepte des Buches im Haupttext klar und verständlich dargestellt.