diff --git a/Kapitel/02_Rechner.tex b/Kapitel/02_Rechner.tex index 0b159f2..01ccc35 100644 --- a/Kapitel/02_Rechner.tex +++ b/Kapitel/02_Rechner.tex @@ -8,9 +8,9 @@ \item fehlerfreier \item besseres Speichervermögen \end{itemize} - + \switchcolumn - + \textsf{\textbf{Rechenmaschine}} \begin{itemize}[noitemsep] \item Abakus (mechanisch, digital) @@ -18,7 +18,6 @@ \end{itemize} \end{paracol} - \textsf{\textbf{Arbeitsweise}} Man unterscheidet zwischen mechanisch vs elektrisch und digital vs analog. @@ -31,9 +30,9 @@ Moderne \enquote{Rechner} (PC \& Co.) arbeiten elektrisch und digital. Dem gegen \begin{description} \item[ZUSE] Z1, Z2 (ab \circa{1940}) - + Relais als zentrale Bauteile (elektromagnetischer Schalter mit Elektromagnet) - + \begin{itemize}[noitemsep] \item[$\oplus$] Automatismus möglich \item[$\ominus$] langsame Geschwindigkeit @@ -45,7 +44,7 @@ Moderne \enquote{Rechner} (PC \& Co.) arbeiten elektrisch und digital. Dem gegen \item[ENIAC] (\circa{1945}) \newline Die ENIAC besitzt als zentrales Bauteil eine Elektronenröhr. Eine Elektronenröhre ist ein eigentlich analog arbeitender Verstärker, wird hier aber als digitaler Schalter genutzt. Die Funktionsweise wird in \autoref{fig:elektronenstrahlroehre} dargestellt, wobei die Kathode negativ und die Anode positiv geladen sind. - + \begin{itemize}[noitemsep] \item[$\oplus$] sehr hohe Geschwindigkeit \item[$\ominus$] großer Platzverbrauch @@ -61,7 +60,7 @@ Moderne \enquote{Rechner} (PC \& Co.) arbeiten elektrisch und digital. Dem gegen \label{fig:elektronenstrahlroehre} \end{figure} - \item[Moderne Rechner] Moderne transistorisierte Digitalrechner (\zB Uniac) ab Ende der 1950er). + \item[Moderne Rechner] Moderne transistorisierte Digitalrechner (\zB Uniac) ab Ende der 1950er). \begin{itemize}[noitemsep] \item Transistor als zentrales Bauteil. Ein Transistor ist ein analog arbeitender Verstärker, wird hier aber als digital arbeitender Schalter genutzt. @@ -241,7 +240,6 @@ Dadurch ist eine klare physikalische Trennung von Programmcode und Nutzdaten mö \item[\acf{DMF}] Ist die minimale Darstellung einer Ausgabefunktion und damit eine Vereinfachung einer \acs{DNF} \end{description} - \subsection{Halbaddierer} Addition von zwei einstelligen Binärzahlen $a$ und $b$ zu einer zweistelligen Binärzahl $c_{out}s$ (Übertrag und Summe). Schaltsymbol und Schaltnetz des Halbaddierer werden in \autoref{fig:halbaddierer} dargestellt. @@ -284,9 +282,11 @@ Die folgende Tabelle zeigt den Gedankenweg, wie ein Halbaddierer funktioniert. \draw (PORT5.output) -- ([xshift=8mm]PORT5.output); \node[right=of PORT5.output] {$s$}; + \node[font=\tiny] at ($(PORT5.output) + (0.5,0.25)$) {\textcolor{blue}{2 GLZ}}; \draw (PORT1.output) -- (PORT1.output) |- ++(1,0); \node[right=of PORT1.output] {$c_{out}$}; + \node[font=\tiny] at ($(PORT1.output) + (0.5,0.25)$) {\textcolor{blue}{1 GLZ}}; \end{tikzpicture} \begin{tikzpicture}[font=\sffamily, circuit logic IEC, large circuit symbols, knoten/.style={circle,fill,draw,inner sep=0pt,minimum size=1.5mm}] @@ -405,7 +405,7 @@ Addition von drei einstelligen Binärzahlen $a$, $b$ und $c_{in}$ zu einer zweis \subsection{Paralleladdierer (4-Bit-Ripple-Carry-Paralleladdierer RC-PA)} Der \acs{RC-PA} ist ein mehrstelliger Addierer für Binärzahlen. In den folgenden Beispielen ist er ein Addierer vierstelliger Binärzahlen $a_3a_2a_1a_0$ und $b_3b_2b_1b_0$. Das Ergebnis ist $s_4s_3s_2s_1s_0$ und somit eine 5-stellige Zahl. -\autoref{fig:paralleladdierer} zeigt das Schaltnetz und Schaltsymbol eines Paralleladdierers. +\autoref{fig:paralleladdierer_rc} zeigt das Schaltnetz und Schaltsymbol eines Paralleladdierers. \begin{figure}[ht] \centering @@ -427,6 +427,7 @@ Der \acs{RC-PA} ist ein mehrstelliger Addierer für Binärzahlen. In den folgend \draw[black, thick] (-1 + \a*3,-1) rectangle (\a*3 + 1,1); \ifnum\a<3 + \node at (\a*3 + 1,2) {$c_{in_\b}$}; \draw (\a*3 + 0.75,1.7) -- (\a*3 + 0.75,1); \draw (\a*3 + 0.75,1.7) -- (\a*3 + 1.25,1.7) -- (\a*3 + 1.5,-1.5) -- (\a*3 + 2.5,-1.5) -- (\a*3 + 2.5,-1); @@ -460,8 +461,8 @@ Der \acs{RC-PA} ist ein mehrstelliger Addierer für Binärzahlen. In den folgend \node[font=\huge\sffamily] at (5, 1) {4-Bit-RC-PA}; \end{tikzpicture} - \caption{Paralleladdierer -- Schaltnetz und Schaltsymbol} - \label{fig:paralleladdierer} + \caption{RC-Paralleladdierer -- Schaltnetz und Schaltsymbol} + \label{fig:paralleladdierer_rc} \end{figure} \textit{Hinweis:} Ein $n$-Bit \acs{RC-PA} ist ein Schaltnetz, kein Schaltwerk. Eine zeichnerische Anordnung mit Verbindungen nur nach unten ist nämlich möglich.