Ein selbsterklärender, visueller Maschinencode-Assembler für die universitäre Lehre

Abstract

Diese Arbeit behandelt den in Adobe Flash(TM) entwickelten Lehrassembler MC8ASM, der für das MC8 Übungsboard in der Lehrveranstaltung "Digitale Systeme Labor" am ICT (Institut für Computertechnik) entwickelt wurde. Es wird sowohl auf die besonderen Implementierungsdetails als auch auf die Alleinstellungsmerkmale im Vergleich zu anderen Lehrassembleranwendungen eingegangen. Speziell wird erörtert, wie und warum gewisse graphische Darstellungsformen gewählt wurden und welche Vor- und Nachteile gerade diese mit sich bringen. Es wird auch anhand mehrerer Beispiele erklärt, welche Sonderfälle und zusätzlichen Randbedingungen bzw. Erweiterungen der Status- und Fehlerinformationen im Vergleich zu einem üblichen Assembler behandelt werden. Diese zusätzlichen Funktionalitäten sollen den Studierenden den Vorgang des Assemblierens (des Übersetzens von Assemblercode in Maschinensprache) verdeutlichen. Ein weiterer Teil der Arbeit geht darauf ein, weshalb es für Elektrotechniker (speziell für Computertechniker) auch in der heutigen Zeit, wichtig ist, die Grundlagen des Assemblers verstehen und abstrahieren zu können. Es wird auch darauf eingegangen, wie Programmiersprachen generell eingeteilt werden, wie sie im Zusammenhang mit dem Assemblercode und der zugrunde liegenden Maschinensprache stehen. Es wird auch erläutert, wie dies alles mit der Hardware, den einfachen elektrotechnischen und elektronischen Schaltwerken und in weiterer Folge mit modernen CPUs und Microcontrollern in Zusammenhang gebracht werden kann. Es wird also eine Brücke von der reinen Elektrotechnik bis hin zu der diese verwendenden Informatik geschlagen, um die semantische Lücke zwischen den beiden zu schlieÿen und einen ganzheitlichen Blick auf die hardwarenahe Programmierung zu geben. Es soll auch ein Ausblick gegeben werden, welche auf dem MC8ASM basierenden weiteren Entwicklungen für den universitären Lehr- und Fernlehrbetrieb möglich sind, sowie auf die damit verbundenen vermehrten Möglichkeiten.<br />

This thesis is about the teaching Assembler MC8ASM, which is built with Adobe Flash (TM) , for the MC8 teaching board used in the lecture "Digitale Systeme" at the ICT (Institute of Computer Technology). The special implementation details as well as the unique points compared to other teaching assembler applications are discussed.<br />The choice of certain means of display and their advantages and disadvantages are considered thorougly. With the help of various examples special cases and additional restrictions and extensions of the state and error information compared with usual assemblers to help students to get an insight into the process of assembling (This means translating assembler code into machine code) are considered. An additional part of this work is a thorough discussion of the importance of the knowledge of the basics of assembler and the ability of abstracting from that for electrical engineers, especially computer engineers. It is also shown into which groups languages can be classified and how they are related to assembler code and the underlying machine code and how they relate to hardware, the simple electrical and electronical sequential logic systems and eventually the modern CPUs and microcontrollers. Essentially there will be a bridge built from pure electrical engineering to computer science with the intention of closing the semantic gap between those two by offering a comprehensive survey on embedded engineering (software development). It is also shown, which further development - based on the MC8ASM - might be possible for the learning and e-learning sector and which restrictions and enhanced possibilities could rise from these.<br />