Station - Rechenwerk

Orientierung - Ausführung von Rechenoperationen

Ein Rechner kann - wie der Name schon sagt - Rechenoperationen ausführen. Zuständig für die Ausführung von Rechenoperationen ist eine Systemeinheit, die Rechenwerk oder auch ALU (arithmetisch-logische Einheit) genannt wird. Ziel dieser Station ist es, ein einfaches Rechenwerk kennen zu lernen.

Ein einfaches Rechenwerk

Das sehr einfache hier betrachtete Rechenwerk soll die Rechenoperationen inc und dec ausführen können. Es besteht aus einem Register - das Akku(mulator) genannt wird -, in dem die zu verarbeitenden Daten (Dualzahlen) zwischengespeichert werden, und einer Schaltung, die Dualzahlen inkrementieren und dekrementieren kann.

Bus
rechenwerk1.hds

Aufgabe 1

Initialisiere mit dem Reset-Steuereingang zunächst den Akku-Inhalt.

Kopiere anschließend mit geeigneten Steuersignalen den eingestellten Eingabewert in den Akku.

Inkrementiere bzw. dekrementiere mit geeigneten Steuersignalen dann den jeweiligen Wert im Akku.

Aufgabe 2

In der folgenden Schaltung werden Steuersignale mit zusätzlichen Gattern verarbeitet.

Teste diese Schaltung. Beachte, dass immer nur maximal eines der Steuersignale 5, 6 und 7 aktiviert sein soll.

Bus
rechenwerk2.hds

Aufgabe 3

Das Rechenwerk ist hier - zusammen mit zwei weiteren Registern - an einen Bus angebunden.

Initialisiere zunächst Register R1 mit dem Wert 4 und Register R2 mit dem Wert 0.

Mit Hilfe des Rechenwerks soll der Wert von R1 um 1 erhöht werden und anschließend in R2 gespeichert werden. Wie muss man hier die Steuersignale setzen?

Bus
rechenwerk3.hds

Hades-Info

Bauteile zum Inkrementieren bzw. Dekrementieren erhält man wie folgt: [rechte Maustaste][Create By Name ...][hades.models.rtlib.arith.Incr] bzw. [rechte Maustaste][Create By Name ...][hades.models.rtlib.arith.Decr].

Multiplexer werden benutzt, wenn mehrere Leitungen zu einer zusammengeführt werden und die Auswahl über eine Steuerleitung erfolgt. Ein Multiplexer-Baustein mit zwei Eingängen und einem Ausgang wird so erzeugt: [rechte Maustaste][Create By Name ...][hades.models.rtlib.muxes.Mux21].

Das Gegenstück zu einem Multiplexer ist ein Demultiplexer.

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