MOPS - Der Modellrechner
Was ist ein Modellrechner?
Ein Modellrechner simuliert in vereinfachter Form die Abläufe in einem realen Rechner (Computer). Ziel eines solchen Modellrechners ist es, diese Abläufe verständlich und nachvollziehbar zu machen und eine prozessornahe Programmierung dieses Modellrechners zu ermöglichen.
Was ist der MOPS?
MOPS steht für Modellrechner mit Pseudoassembler und genau das ist der MOPS. Ein didaktisch ausgerichteter Modellrechner für den Einsatz im Unterricht der Sekundarstufe I kombiniert mit einem Assembler, der eigentlich keiner ist, weil keine echte Assemblierung stattfindet und kein echter Maschinencode erzeugt wird - lediglich ein Pseudcode, der im MOPS-Modellrechner ausgeführt wird. Außerdem beinhaltet der MOPS noch einen einfachen Quelltext-Editor und wird so zur integrierten Entwicklungsumgebung: Mnemonischer Assembler-Quelltext kann eingegeben, anschließend assembliert und dann im Modellrechner ausgeführt werden.
Der MOPS-Modellrechner ist aufgebaut wie ein Von-Neumann-Rechner (VNR), die Abläufe innerhalb des VNR sind dementsprechend Von-Neumann-Zyklen. Die folgende Abbildung zeigt den VNR des MOPS.
Welche technischen Daten hat der MOPS?
Da der MOPS nur ein Modellrechner ist, hat er natürlich auch keine echte Hardware. So hat die CPU keine messbare Taktfrequenz, der Hauptspeicher jedoch eine konkrete Kapazität (nämlich 72 Speicherzellen bzw. 144 Byte). Das ist natürlich in Zeiten von Gigabyte erschreckend wenig, aber für einen Modellrechner völlig ausreichend und hat den Vorteil, dass man den gesamten Hauptspeicher(inhalt) jederzeit auf dem Bildschirm ablesen kann.
Weiterhin kann der VNR des MOPS nur mit ganzzahligen dezimalen Werten im Bereich von -9999 bis 9999 umgehen und arbeitet intern - anders als echte Computer - ebenfalls im Dezimalsystem. Dies ist aus didaktischen Gründen sinnvoll, damit beim Ablauf eines Programms im VNR der Zusammenhang zwischen den Werten im Assembler-Quelltext und den Werten in den Registern und dem Hauptspeicher des VNR für die Schüler herstellbar ist. Die Verwendung von hexadezimaler oder gar binärer Darstellung hätte das Verständnis erheblich erschwert.
Welche Systemvoraussetzungen verlangt der MOPS?
Sehr geringe. Funktionieren sollte er auf allen Windows-Betriebssystemen, und zwar auch auf alter und/oder leistungsschwacher Hardware. Es genügt eine Bildschirmauflösung von 800x600 Bildpunkten - damit ist er sogar auf Netbooks mit 7''-Bildschirmdiagonale lauffähig. Der MOPS besteht nur aus einer einzigen ausführbaren Datei (und einer optionalen Konfigurationsdatei) - er braucht keine Installation und kann direkt ausgeführt werden ("Stickware").
Der MOPS läuft ebenfalls auf Linux-Systemen - dann braucht man allerdings eine lauffähige Python-Version ab 2.5 inkl. Tkinter und den Quelltext des Programms. Bei Interesse bitte Kontakt mit mir aufnehmen. Auf MacOS sollte der MOPS unter diesen Bedingungen ebenfalls laufen - bislang jedoch ungetestet.
Wie komme ich an den MOPS?
Einfach hier herunterladen und starten. Der MOPS ist kostenlos und darf beliebig oft weitergegeben werden - sofern man die Software genauso weitergibt, wie man sie heruntergeladen hat und dafür kein Geld verlangt.