Gödel, Escher, Bach - ein Endloses Geflochtenes Band

physische Einheiten aufgeteilt, die man Wörter nennt. Um konkret zu sein, nehmen wir an, daß das Gedächtnis 65536 Wörter enthält (eine typische Zahl, nämlich 2 in die 16. Potenz erhoben). Ein Wort ist weiter aufgeteilt in Bits, und diese werden wir als die Atome der Computerwissenschaft betrachten. In einem typischen Wort beträgt die Anzahl der Bits ungefähr 36. Physikalisch gesprochen ist ein Bit einfach ein magnetischer „Schalter“, der in zwei Stellungen stehen kann.

    --- ein Wort mit 36 Bits ---
    Man könnte die beiden Stellungen mit „oben“ und „unten“, „x“ und „o“ oder „1“ und „0“ bezeichnen ... Von diesen drei Konventionen ist die dritte die übliche. Das ist ganz in Ordnung, führt aber möglicherweise zu der irrigen Annahme, daß ein Computer in seinem tiefsten Inneren Zahlen speichert. Das ist falsch. Eine Menge von sechsunddreißig Bits muß so wenig als eine Zahl aufgefaßt zu werden wie ein Groschen als Preis für 10 Gummibärchen. Genau so wie das Geld verschiedene Dinge tun kann, je nachdem wie man es verwendet, so kann ein Wort im Gedächtnis viele verschiedene Funktionen erfüllen. Gewiß werden diese sechsundreißig Bits mitunter tatsächlich eine Zahl in Binärnotation darstellen. Ein anderes Mal repräsentieren sie vielleicht sechsunddreißig Punkte auf einem Fernsehschirm. Und noch ein anderes Mal können sie ein paar Buchstaben eines Textes repräsentieren. Wie man ein Wort im Gedächtnis auffaßt, hängt völlig von den Rollen ab, die dieses Wort in dem Programm spielt, das es verwendet. Es kann natürlich mehr als eine Rolle spielen — wie eine Note in einem Kanon.
Befehle und Daten
    Eine Interpretation von „Wort“ habe ich noch nicht erwähnt — das Wort als Befehl. Die im Gedächtnis gespeicherten Wörter enthalten nicht nur Daten, auf denen operiert wird, sondern auch das Programm, nach dem die Daten zu verarbeiten sind. Es gibt ein beschränktes Repertoire von Operationen, die von der zentralen Recheneinheit (CPU) ausgeführt werden können, und ein Teil des Wortes, gewöhnlich die ersten paar Bits, kann als Name des auszuführenden Befehls interpretiert werden. Was bedeuten aber die restlichen Bits in einem als Befehl interpretierten Wort? Meistens sagen sie, auf welchen anderen Wörtern im Gedächtnis zu operieren ist. Mit anderen Worten: die restlichen Bits stellen eine Anweisung an ein anderes Wort (oder andere Wörter) im Gedächtnis dar. Jedes Wort im Gedächtnis hat einen Ort, wo es eindeutig hingehört, wie ein Haus an einer Straße, und dieser Ort heißt Adresse. Das Gedächtnis kann eineoder viele „Straßen“ haben, man nennt sie „Seiten“. Man adressiert also ein gegebenes Wort durch seine Seitennummer (wenn das Gedächtnis paginiert ist) zusammen mit seinem Ort auf dieser Seite. Deshalb ist der „Anweisungs"-Teil eines Befehls die numerische Adresse eines gewissen Worts (oder gewisser Worte) im Gedächtnis. Die Anweisung unterliegt keinen Einschränkungen; so kann ein Befehl sogar auf sich selbst verweisen, so daß er, wenn ausgeführt, in sich selber eine Veränderung bewirkt.
    Wie weiß der Computer, welche Befehle er zu einem gewissen Zeitpunkt auszuführen hat? Das wird in der CPU registriert. Die CPU besitzt eine besondere Anweisung, die auf das nächste Wort verweist (d. h. er speichert die Adresse), das als Befehl zu verstehen ist. Die CPU holt das Wort aus dem Gedächtnis heraus und kopiert es elektronisch in ein besonderes Wort, das der CPU selbst angehört. (Wörter in der CPU nennt man im allgemeinen nicht „Wörter“, sondern Register.) Dann führt die CPU den Befehl aus. Nun kann der Befehl die Ausführung sehr vieler Typen von Operationen verlangen. Typische sind etwa:
ADDIERE
das Wort, auf das im Befehl verwiesen wird, zu einem Register.
(In diesem Fall muß das Wort offensichtlich eine Zahl sein.)
DRUCKE
das Wort, auf das der Befehl hinweist, als Buchstaben aus.
(In diesem Fall muß das Wort offensichtlich nicht als Zahl, sondern als Buchstabenkette interpretiert werden.)
SPRING
zu dem Wort, auf das der Befehl verweist.
(In diesem Fall erhält die CPU den Auftrag, dieses besondere Wort als nächsten Befehl zu interpretieren.)
    Wenn der Befehl nicht explizit etwas anderes vorschreibt, wird die CPU das unmittelbar folgende Wort aufnehmen und als Befehl interpretieren. In anderen Worten, die CPU nimmt an, daß sie wie ein Postbote die „Straße“ hinuntergeht und ein Wort nach dem anderen als Befehl interpretieren