https://www.allmystery.de/themen/rss/68609Allmystery: Fragen zur ComputertechnikFeed zur Diskussion auf Allmystery. Es werden maximal die neusten 100 Beiträge angezeigt.2018-08-10T13:22:09+01:00Fragen zur Computertechnik (nisus)https://www.allmystery.de/themen/it68609-6#id226958152018-08-10T13:22:09+01:00nisus"Beitrag von nisus hier auf Seite 4 vom 15.12.2010 // 20:38
Bild zu : Astabile Kippstufe mit N-Kanal MOSFETs
von @WyattGilette
Wird bei dieser Schaltungsvariante die Frequenz mit der gleichen Formel berechnet, wie sie bei astabilen Kippstufen mit Bipolar-Transistoren berechnet wird? ]]>
Fragen zur Computertechnik (OpenEyes)https://www.allmystery.de/themen/it68609-6#id51151712011-01-01T21:37:09+01:00OpenEyes"Beitrag von OpenEyes Ich hätte gerne für jeden Fehler den ich gemacht habe in meinem Berufsleben einen Euro - da könnte ich die ganze AllMy - Gemeinde eine Woche frehalten :) ]]>
Fragen zur Computertechnik (roadricus)https://www.allmystery.de/themen/it68609-6#id51151482011-01-01T21:32:53+01:00roadricus"Beitrag von roadricusFragen zur Computertechnik (OpenEyes)https://www.allmystery.de/themen/it68609-6#id51150432011-01-01T21:10:43+01:00OpenEyes"Beitrag von OpenEyes Korrektur:
0111 //7 0010 //2 1001 //9
Schau Dir bitte wirklich genau die detaillierte Beschreibung eines Adders auf Seite 5 an :) ]]>
Fragen zur Computertechnik (roadricus)https://www.allmystery.de/themen/it68609-6#id51149392011-01-01T20:53:46+01:00roadricus"Beitrag von roadricus
3 AND 3 = 2 (bitwise)
Ich mache Übersichtshalber 4 bits damit die übereinander liegen.
0101 // 7 0010 // 2
7 + 2 = 9, aber:
Das Problem ist, dass du gerade dabei bist die Schaltung für die Addition zu machen und kannst nicht einfach 7 und 2 Addieren. D. h. Du musst immer den Übertrag weitergeben. Ich stelle mir dann für jedes weitere Bit eine immer größere Schaltkreiszeichnung vor ;-) ]]>
Fragen zur Computertechnik (OpenEyes)https://www.allmystery.de/themen/it68609-6#id51148792011-01-01T20:43:08+01:00OpenEyes"Beitrag von OpenEyes Ich habe im Thread schon das Schaltbild eines einfachen Adders gepostet (war bißchen viel los hier und lange Beiträge, viellecht hast Du es übersehen)
Um zwei Binärziffern zu addieren (mit Übertrag) brauchst Du 2 XOR - Gates und 2 AND - Gates
in Ziffern: 0 + 0 = 0, kein Übertrag 0 + 1 = 1, kein Übertrag 1 + 0 = 1, kein Übertrag 1 + 1 = 0, Übertrag in die nächste Stelle
Das sind die beiden Ziffern der Operanden und die Funktion ist ein Exklusives Oder: der Ausgang ist dann 1, wenn genau einer der beiden Eingänge 1 ist
Dazu kommt dann noch der Übertrag aus der vorherigen Stelle, was nichts anderes ist als eine weitere Addition: Das Ergebnis der obigen Operation wird mit dem Übertrag aus der vorherigen Stelle noch einmal addiert.
Der Übertrag in die nächste Stelle erfolgt dann, wenn mindestens zwei der drei Eingänge (Operand 1, Operand 2 und Übertrag aus der vorherigen Stelle) 1 sind.
Eine ziemlich ausführliche Beschreibung eines Adders findest Du hier im Thread auf Seite 5. ]]>
Fragen zur Computertechnik (roadricus)https://www.allmystery.de/themen/it68609-6#id51148232011-01-01T20:31:07+01:00roadricus"Beitrag von roadricusFragen zur Computertechnik (roadricus)https://www.allmystery.de/themen/it68609-6#id51147612011-01-01T20:21:32+01:00roadricus"Beitrag von roadricus
8x OR-Gatter
Tabelratische Darstellung.: A = 1. In B = 2. In C = Out
Damit ist jede Zeile repräsenativ für jeweils 1 OR-Gatter mit seinen beiden Eingängen und einem Ausgang (wie bei einem Transistor üblich ^^).
Jetzt möchten wir 6 und 3 addieren. 6 = 110 und 3 = 11. Da wir mit einem 8 Bit System arbeiten, werden auch 8 Bit "Zahlen" übergeben und als Ergebnis geliefert. Übrigen Bits müssen in dem Fall mit 0 "belegt" werden. Die Bits der 6 sind A und die Bits der 3 sind B, das Ergebnis der OR-Operation ist C.
Das System würde eine 8-Bit "Zahl" erhalten mit den führenden Nullen (0). ]]>
Fragen zur Computertechnik (interpreter)https://www.allmystery.de/themen/it68609-6#id51147322011-01-01T20:17:51+01:00interpreter"Beitrag von interpreterroadricus schrieb:Und was habe ich geschrieben? Du hast OSI-Modell angegeben als Thema zum Nachschlagen bezüglich CPUs, deswegen, weil es ja damit nichts direkt zu tun hat habe ich das doch auch geschrieben ? he? O.oNein ich habe es angegeben um das Prinzip der Abstraktion zu verstehen. Diese Teilung der Abstraktionsschichten, die Einbettung in Protokolle ist leider bei inneren Abläufen in Computern selten so präzise ausformuliert ( was ja auch mangels der Notwendigkeit für Interoperabilität bei den inneren Bestandteilen garnicht notwendig ist).
Das OSI Modell bietet einen schnellen übersichtlichen formalisierten Einstieg in die Thematik der viel besser ist, Als wenn ich von Hardware-->Firmware-->Treiber-->HAL-->Frameworkt etc sprechen würde und die verschiedenen Ebenen so erklären würde, weil sie ja sich wie gesagt nicht so klar voneinander Abgrenzen wie im Falle der Netzwerktechnik. ]]>
Fragen zur Computertechnik (roadricus)https://www.allmystery.de/themen/it68609-6#id51146802011-01-01T20:06:22+01:00roadricus"Beitrag von roadricusFragen zur Computertechnik (roadricus)https://www.allmystery.de/themen/it68609-5#id51146552011-01-01T19:58:23+01:00roadricus"Beitrag von roadricus Danke OpenEyes, wünsch ich dir ebenso :-)
Je weiter sich die Technik entwickelt, desto mehr Abstraktionsebenen haben wir und desto schwieriger ist es das "warum" dahinter zu verstehen. Oder besser gesagt, man muss meher Zeit dafür aufwenden, die "Wurzeln" des Ganzen zu ergründen.
@OpenEyes
Du hast es schon aus dem Kontext beschrieben, dass die ganzen Schaltunen für die Operationen vorhanden sind, aber die Funktionsweise aus direkter Nähe beschrieben. Was steckt aber hinter den ganzen Operationen, von dennen wir ausgehen, dass sie bereits verfügbar sind?
Es sind Schaltkreise, die aus vielen Transistoren zusammengestellt werden, die als sogenannte Gatter verwendet werden. Man nutzt unterschiedliche Gatter mit unterschiedlichen Schalteingeschaften (z. B. UND-Gatter, NOT-Gatter). Die Information ist dabei nichts weiter als die anliegende (1) oder nicht anschliegende Spannung (0). Möchte man also an den Informationen bestimmte Operationen durchführen, so werden diese über das CPU-interne Bussystem (el. Leiter, 1 Leiter = 1 bit. Spannung liegt an = 1, ansonsten 0) mithilfe dieser Schaltungen "verändert". Das Ergebnis ist das, was an den ausgehenden Leitungen "zurückkommt". Das ist eigentlich alles ziemlich ungenau und simpel erklärt. Ein UND-Gatter wüde nur dann Leiten, wenn beide anliegende Leitungen unter der vorausgesetzen Spannung sind. Ist eine der Leitung nicht unter Spannung (Statt 1 & 1 haben wir also 1 & 0) würde das Ergebnis 0 sein. Die Gatter würde also nicht Leiten. Das könnte wieder eine spezielle Auswirkung auf die folgenden Transistoren haben. Bei der Addition könnte man für das Addieren von 2x 2-bit Zahlen 2 OR-Gatter nehmen. 2 Eingehende Leitungen für jeden OR-Gatter.
1. OR-Gatter. 1 Leiter für das erste Bit der ersten Zahl und ein Leiter für das erste Bit der zweiten Zahl. 2. OR-Gatter siehe oben, nur jeweils für das zweite Bit jeder Zahl.
Hier stellt sich dann wiederum die Frage, was die Information (Spanung an den Leitern) überhaupt steuert, sodass diese über an die richtige Schaltkreise (welche die Operationen durchführen) "übergeben" werden? Man kann hier weiter ausbauen. Natürlich gibt es auch wieder Schaltkreise, die auf die selbe Art und Weise die Steuerung führen. Es gibt immer einen gewissen Teil in der Hardware der nicht Programmierbar ist, der Rest kommt als Externe Information über Inputs, aus nicht flüchtigen Speichermedien. Was fest ist, sind eben die von OpenEyes als Beispiel genannten Operationen, aber auch das Steuersystem der CPU. Und das ist noch lange nicht alles. ]]>
Fragen zur Computertechnik (OpenEyes)https://www.allmystery.de/themen/it68609-5#id51146132011-01-01T19:45:21+01:00OpenEyes"Beitrag von OpenEyes Da hast Du schon recht, das ISO/OSI Modell ist ein spezifisches Schichtmodell für die Kommunikation zwischen Systemen und hat unter anderem die Aufgabe, verschiedene Netzwerkprotokolle und unterschiedliche Netwerk - Hardware für die jeweils übergeordnete Schichte transparent zumachen.
Was ich meinte ist, dass, wenn auch nicht unter der Bezeichnung ISO/OSI, in allen modernen Datenverarbeitungs - Systemen ein Schicht - Modell zur Anwendung kommt. Denk nur an HAL in Windows (Hardware Abstraction Layer)
Aber Du hast recht, für das Thema ist auch das bei Weitem zu früh in's Gespräch gekommen :)
Ich wünsch Dir ein Jahr 2011, welches das bisher schönste in deinem Leben und in dem Deiner Lieben sein möge ]]>
Fragen zur Computertechnik (roadricus)https://www.allmystery.de/themen/it68609-5#id51144702011-01-01T19:06:04+01:00roadricus"Beitrag von roadricusOpenEyes schrieb:Das gilt für moderne Computer und natürlich Netzwerke und dient in erster Linie dazu, Übersichtlichkeit und Ordnung in das Chaos zu bringen und einheitliche Schnittstellen zu schaffen. Nein, das OSI-Modell ist speziell für Kommunikation zwischen Systemen ausgelegt und hat definitiv keine 2 Layer. Darum ging es. Deswegen passt das hier nicht zum Thema. ]]>
Fragen zur Computertechnik (roadricus)https://www.allmystery.de/themen/it68609-5#id51144442011-01-01T19:00:38+01:00roadricus"Beitrag von roadricusinterpreter schrieb:@roadricus
Ja... nur ist das OSI Modell speziell auf Netzwerktechnik bezogen.
Verdammt langer Link - hier findest Du den Ausdruck auf Seite 130 dritte spalte ganz oben. Die Seite kann überhaupt recht hilfreich sein wenn es um Fachausdrücke im weitesten Sinn geht. ]]>
Fragen zur Computertechnik (libertarian)https://www.allmystery.de/themen/it68609-5#id51083002010-12-30T20:49:39+01:00libertarian"Beitrag von libertarian
:) ]]>
Fragen zur Computertechnik (OpenEyes)https://www.allmystery.de/themen/it68609-5#id51082932010-12-30T20:47:00+01:00OpenEyes"Beitrag von OpenEyes Nachsatz: Du findest manchmal dieses "wegwerfen" auch als WOM (write only memory) oder dev->null (nicht existierendes Gerät) ]]>
Fragen zur Computertechnik (OpenEyes)https://www.allmystery.de/themen/it68609-5#id51082542010-12-30T20:39:49+01:00OpenEyes"Beitrag von OpenEyes Entschuldigung, das war Computertechniker - Slang :)
Bitkübel heisst einfach, die Bits gehen verloren, werden weggeworfen, wie in einem Mistkübel.
Beim einfachen Shiften werden alle Bits in einem Register verschoben und was am Ende nicht mehr in's Register passt wird "weggeworfen". Beispiel:
vor dem Shift 10001010111 nachher 00010101110
das werthöchste Bit ganz links geht verloren und rechts werden Nullen nachgeschoben.
Bei der Rotate - Operation wird das Bit,das links rausfliegt rechts wieder eingefügt. Dann sieht das so aus:
vor dem Shift 10001010111 nachher 00010101111
Die 1 ganz links taucht rechts wieder auf. ]]>
Fragen zur Computertechnik (libertarian)https://www.allmystery.de/themen/it68609-5#id51079392010-12-30T19:27:53+01:00libertarian"Beitrag von libertarianFragen zur Computertechnik (libertarian)https://www.allmystery.de/themen/it68609-5#id51076532010-12-30T18:27:16+01:00libertarian"Beitrag von libertarianOpenEyes schrieb:Und da gibt es zwei verschiedenen Arten: entweder bits, die aus einem Register hinausgeschoben werden in den Bitkübel fallen zu lassen oder sie auf der anderen Seite wieder in das Register zu füttern:Was ist ein Bitkübel? Kannst du mir das genauer erklären? ]]>
Fragen zur Computertechnik (OpenEyes)https://www.allmystery.de/themen/it68609-5#id51074552010-12-30T17:47:41+01:00OpenEyes"Beitrag von OpenEyesroadricus schrieb:Was das Grundsätzliche angeht, Computer beruhen auf Abstraktions-schichten Wiki - OSI Modell.Das gilt für moderne Computer und natürlich Netzwerke und dient in erster Linie dazu, Übersichtlichkeit und Ordnung in das Chaos zu bringen und einheitliche Schnittstellen zu schaffen. Eine ganz eifache und leicht zu verstehende Maschine wie die, welche wir gerade erarbeiten hat zwar zwei "Schichten", nämlich das Silizium und das darauf laufende Programm, aber das würde ich nicht unbedingt als Abstraktionasschichten bezeichnen.
Ein typisches Beispiel für eine Abstraktionsschicht sind BIOS und Gerätetreiber, die für Windows oder Linux zum Beispiel alle Geräte einer Kategorie (alle Festplatten, alle Grafikkarten etc) gleich aussehen lassen ]]>
Fragen zur Computertechnik (OpenEyes)https://www.allmystery.de/themen/it68609-5#id51073272010-12-30T17:25:33+01:00OpenEyes"Beitrag von OpenEyes So, jetzt kann es weitergehen.
Die wichtigsten Komponeneten für einen einfachen CPU - Baustein haben wir ja schon so gut wie fertig. Und was noch fehlt werden wir eben bei Bedarf genial erfinden :)
Versuchen wir doch einfach, einen ganz einfachen kleinen Computer zu entwerfen. Ehe wir den Lötkolben zur Hand nehmen (symbolisch gemeint) sollten wir uns überlegen, was das Ding denn nun eigentlich alles können soll.
Seien wir bescheiden und versuchen wir, mit 16 verschiedenen wichtigen Befehlen auszukommen:
Rechnen sollte das Ding können. Nichts kompliziertes, Addieren und Subtrahieren muss reichen, alle anderen einfachen Rechenoperationen kann die Software machen. Also (nennen wir die Befehle mal mit für den Menschen verständlichen Abkürzungen) ADD (add) SUB (subtract) INC (increment) Wenn wir auch zum Multiplizieren und Dividieren die Software einsetzen, eine Möglichkeit, Binärzahlen nach links und rechts bitweise zu verschieben brauchen wir schon. Und da gibt es zwei verschiedenen Arten: entweder bits, die aus einem Register hinausgeschoben werden in den Bitkübel fallen zu lassen oder sie auf der anderen Seite wieder in das Register zu füttern: SHL (shift left) SHR (shift right) ROL (rotate left) ROR (rotate right) Vergleichen sollte das Ding zwei Werte ebenfalls können CMP (compare) Und, ganz wichtig, abhänging davon wie ein solcher Vergleich ausgeht muss das Programm an einer anderen Stelle fortgesetzt werden B (branch unconditional) BE (branch if equal or zero) BL (branch if low) BH (branch if high) Dann brauchen wir noch einen Befehl um aus dem Speicher zu lesen und einen zum Schreiben in den Speicher: LDA (load A-Register) STA (Store A-Register)
Für ADD, SUB, CMP und INC ist der Adder zuständig SHL, SHR, ROL und ROR lassen wir ein Schieberegister machen Dann brauchen wir noch ein Register für die Datenadressen und eins für die Befehle. Außerdem wollen wir als zwischenspeicher noch vier weitere Register einsetzen, nämlic "A, B, C, D" eines davon, wir nehmen A, ist das, wohin mit LDA die Daten aus dem Speicher geladen bzw mit STA in den Speicher zurückgeschrieben werden.
Unser Befehlsformat kann auch recht einfach sein:
Wir bauen eine Ein - Adress - Maschine (derzeit der am häufigsten verwendete Typ) und verwenden ein 16 - Bit Befehlswort, bei dem die ersten 4 Bits der binär codierte Befehlscode und die restlichen 12 Bits die Adresse bilden. Um den Befehlscode auszuwerten brauchen wir nun noch einen Decoder, in unserem Fall einen 16 aus 4 Decoder. Den können wir am einfachsten mit einem kleinen 16 - Bit - ROM mit 16 Speicherstellen realisieren
Was heisst nun "Ein - Adress - Maschine"? Das bedeutet, dass im Befehl eben immer nur eine Adresse steht, die Daten müssen für die Berechnungen erst aus dem Speicher in ein Rewgister geladen und nach der Operation aus dem Register in den Speicher zurückgeschrieben werden.
Ein ganz einfaches Programm zum Addieren zweier Zahlen auf dieser Maschine könnte wie folgt aussehen: (Nehmen wir an Zahl1 steht im Speicher auf der Adresse 100, Zahl2 auf 101 und das Ergebnis soll auf 102 abgelegt werden.)
LDA 100 (Zahl 1 -> A Register) B = A (Zahl 1 von A nach B) LDA 101 (Zahl 2 -> A Register) ADD B (Zahl 2 wird zu Zahl 1 addiert) STA 102 (Das Ergebnis wird in Adresse 102 gespeichert)
Ok, genug für jetzt, morgen geht's weiter, wie in den Fortsetzungsromanen :)
@interpreter @roadricus @UffTaTa
Fehler bitte gleich anmeckern :) ]]>
Fragen zur Computertechnik (interpreter)https://www.allmystery.de/themen/it68609-5#id50929552010-12-26T23:58:30+01:00interpreter"Beitrag von interpreter Ja... nur ist das OSI Modell speziell auf Netzwerktechnik bezogen.
Nicht jeder Computer ist an ein Netzwerk angeschlossen. Folglich ist auch nicht jede Betrachtungsweise auf das Netzwerk bezogen, wie das OSI Modell das ich nur als Beispiel angeführt habe. ]]>
Fragen zur Computertechnik (roadricus)https://www.allmystery.de/themen/it68609-5#id50928602010-12-26T23:34:28+01:00roadricus"Beitrag von roadricus
Was das Grundsätzliche angeht, Computer beruhen auf Abstraktions-schichten Wiki - OSI Modell. ]]>
Fragen zur Computertechnik (roadricus)https://www.allmystery.de/themen/it68609-5#id50928572010-12-26T23:33:40+01:00roadricus"Beitrag von roadricus
Was das Grundsätzliche angeht, Computer beruhen auf Abstraktions-schichten Eher IT Systeme, welche unteranderem aus Computer bestehen. ein RJ45/48 Kabel, welches z. B. dem 1. Layer zuzuordnen wäre (Physisch). ]]>
Fragen zur Computertechnik (libertarian)https://www.allmystery.de/themen/it68609-5#id50913902010-12-26T19:18:16+01:00libertarian"Beitrag von libertarian
Wenn du wieder Zeit hast, sag einfach bescheid :) ]]>
Fragen zur Computertechnik (libertarian)https://www.allmystery.de/themen/it68609-5#id50797402010-12-22T21:56:02+01:00libertarian"Beitrag von libertarian
Wünsch ich ebenso :) ]]>
Fragen zur Computertechnik (OpenEyes)https://www.allmystery.de/themen/it68609-5#id50763912010-12-22T06:39:05+01:00OpenEyes"Beitrag von OpenEyes Ausgezeichnet. Lass Dir Zeit, die nächsten 2 Tage werd ich kaum Zeit haben, etwas zusammenzustellen.
Frohe Weihnachten :) ]]>
Fragen zur Computertechnik (libertarian)https://www.allmystery.de/themen/it68609-5#id50754712010-12-21T23:01:42+01:00libertarian"Beitrag von libertarian
:) ]]>
Fragen zur Computertechnik (OpenEyes)https://www.allmystery.de/themen/it68609-4#id50718782010-12-21T08:13:47+01:00OpenEyes"Beitrag von OpenEyes Ok, dann schauen wir und jetzt die Multiplikation an:
Wie ich weiter oben schon angedeutet habe kann man am einfachsten und schnellsten multiplizieren indem man an Zahlen Nullen anhängt. Beim Dezimalsystem bewirkt das Anhängen einer Null eine Multiplikation mit 10, im Binärsystem eine Multiplikation mit 2:
0000101 x 2 = 0001010
Man braucht also die Zahl, wenn man sie mit 2, 4, 8, 16, 32 und so fort multiplizieren will die Zahl in einem Register (das ist eine Reihe von FlipFlops, in der PC - Praxis meist 32 oder 64) um 1, 2, 3, 4 und so fort nach links verschieben.
Natürlich wollen wir nicht nur mit 2, 4, 6, 8 und so weiter multiplizieren sondern auch mit 3, 5, 6, 7 undso weiter. Das können wir mit mehrfach verschieben und Addieren der Zwischenergebnisse erreichen. Eine Multiplikation mit 7 zum Beispiel wäre
Zahl um 2 nach links verschoben + Zahl um 1 nach links verschoben + Zahl (Zahl x 4 + Zahl x 2 + Zahl)
Um das durchführen zu können brauchen wir natürlich zusätzlich zum Adder eine Menge Gates und FlipFlops, oder wir haben einen "Mikroprogrammierten" CPU - Chip oder eine RISC (Reduced Instruction Set Cumputer) Maschine. Dann brauchen wir nur den Adder und ein Schieberegister, den Rest macht das Mikroprogramm oder, bei einer RISC - Maschine die Software.
für die Division, die ja eine Umkehrung der Multiplikation ist, können ebenfalls Schiebeoperationen eingesetzt werden. Hier kann ich mir einen langen Text sparen, auf folgendem Link:
gibt es eine wie ich glaube leicht verständliche Erklärung, schau sie Dir mal an und frag, wenn etwas nicht klar ist.
Zum Thema RISC: Eine RISC - Maschine verfügt nur über einen sehr einfachen Befehlssatz, (meist 16) diese Befehle können im Allgemeinen aber in nur einer einzigen Taktzeit ausgeführt werden, sind also sehr schnell. Da man davon ausgehen kann, dass ein großer Teil der Software aus eben diesen einfachen Befehlen besteht, nimmt man in Kauf, dass bei einer solchen Maschine komplexere Befehle langsamer sind - unter dem Strich ist das ganze Ding dann doch etwa so schnell wie ein CISC (Complex Instruction Set Computer) wie etwa der in den PCs verwendete Pentium. Die Erstellung der Software erfordert aber eben mehr Aufwand.
Die in alten Apple - Computern verwendeten Motorola CPUs der 68000 - Serie waren RISC - CPUs.
Zum Thema Mikroprogrammierung: Im Prinzip handelt es sich dabei um etwas Ähnliches wie das in einer RISC - Maschine angewandte Verfahren, jedoch meist direkt auf dem Chip implementiert, so dass dieser zwar intern einen kleineren Befehlssatz aufweist und die Hardware weniger komplex ist, sich nach außen aber verhält wie ein CISC - Chip.
Viele alte Großrechner (z.B. HITACHI 7/78, UNIVAC 90/30) waren mikroprogrammiert, wobei bei diesen das Mikroprogramm beim Einschalten von einer Diskette geladen wurde. Ebenso mikrprogrammiert waren Disk- und Tape-Controller ]]>
Fragen zur Computertechnik (libertarian)https://www.allmystery.de/themen/it68609-4#id50712042010-12-20T23:26:13+01:00libertarian"Beitrag von libertarian
Nun, von mir aus kanns weiter gehen :) ]]>
Fragen zur Computertechnik (OpenEyes)https://www.allmystery.de/themen/it68609-4#id50684832010-12-20T09:52:30+01:00OpenEyes"Beitrag von OpenEyes So ein Adder ist eine ziemlich universelle Schaltung. Wie wir gesehen haben kann man damit addieren und subtrahieren. Wie multiplizieren und dividieren gelöst werden kann werden wir später noch sehen.
Mit ein paar zusätzlichen Gates und einem Register kann ein Adder auch als Befehlszähler eingesetzt werden. Wie? Ganz einfach. Um den Befehlszähler zum nächsten Befehl hochzusdchalten brauchen wir nur die A-Eingänge mit den Ausgängen zu verbinden, die B-Eingänge alle auf 0 zu setzen und Carry in zu aktivieren. Sprungadressen können als Differenz zwischen aktueller Adresse und Zieladresse einfach auf die B-Eingänge gelegt werden, die A-Eingänge werden mit den Ausgängen verbunden und die Addition durchgeführt.
Nebenbei, und für das gerade gesagte wichtig: Zu allen Dingen die ein Adder kann braucht man zusätzlich zum Adder selbst mindestens einen, im Allgemeinen aber zwei Taktimpulse. Mit diesen werden Eingänge und Ausgänge des Adders zu genau definierten Zeitpunkten geöffnet ("getaktet"), damit nicht am Ausgang ein Bitsalat serviert wird.
Eine weitere Einsatzmöglichkeit ist ein Vergleicher. Um zwei Zahlen zu vergleichen subtrahiert man einfach die eine Zahl von der anderen. Ist das Ergebnis Null, dann sind die beiden Zahlen gleich, bei negativem Ergebnis ist die zweite Zahl größer, bei positivem Ergebnis die erste.
Z1 Z2...Erg. 5...5... 0....Gleich 5...6... -1...Z2 ist größer 5...2 ... 3...Z2 ist kleiner
Eine weitere Einsatzmöglichkeit ist ein XOR von 2 Zahlen oder Flag - Registern. Dazu braucht man nur die Carries zu "killen", also zu blockieren. Darüber hinaus bedeutet beim XOR ein Ergebnis von Null dass die beiden Zahlen gleich sind.
So viel für jetzt. Mitleser bitte etwaige Fehler gleich anmeckern :) ]]>
Fragen zur Computertechnik (OpenEyes)https://www.allmystery.de/themen/it68609-4#id50661902010-12-19T18:35:56+01:00OpenEyes"Beitrag von OpenEyes Blöder Tippfehler: Zahl musst Du nicht 1 addieren soll natürlich heißen Zahl musst Du noch 1 addieren.
Grrrrrrr :( ]]>
Fragen zur Computertechnik (OpenEyes)https://www.allmystery.de/themen/it68609-4#id50661062010-12-19T18:25:04+01:00OpenEyes"Beitrag von OpenEyes Mea Culpa, ich hatte die Liste der Bezeichnungen die ich verwende 2 Beiträge früher hereingestellt, im Beitrag von gestern 8:22 Sorry.
Da Du auch ein Symbol - Schaltbild eines Adder mit gepostet hat können wir glaube ich jetzt dazu übergehen, die Sachen nicht mehr in Transistoren und AND - Gates aufzulösen
Die Carry – Logik in Deinem Schaltplan macht übrigens genau das selbe wie diejenige, die ich gezeichnet habe (Wenn ich beim Zeichnen keinen Fehler gemacht habe). Für viele logische Verknüpfungen gibt es mehrere Schaltungs - Varianten und welche man verwendet liegt zum Teil im Ermessen des Designers, zum anderen Teil davon, welche Version ein einfacheres Routing der Verbindungen auf dem Chip oder auf einem PC - Board ergibt und noch ein paar andere Kriterien.
Ummit einem solchen Adder zu subtrahieren brauchst Du eine Stufe mehr und an jedem B - Eingang einen Inverter. Die Zusätzliche Stufe enthält dann nicht ein weiteres Bit sondern das Vorzeichen. Eine 0 in dieser Stufe bedeutet +, eine 1 bedeutet -
Wann Du nun eine Zahl an den B -Eingängen von einer Zahl an den A - Eingängen subtrahieren willst schickst Du sie einfach über die Inverter, dann liegt an den B - Eingängen das Komplement (nicht Kompliment :) ) der Zahl an. zu dieser Zahl musst Du nicht 1 addieren, das geschieht am einfachsten indem du auch das Carry in aktivierst. Diesen Vorgang nennt man Zweier - Komplement. Warum wir das brauchen wirst Du gleich sehen
Schauen wir uns das mal in Binärzahlen an. ich subtrahiere mal 2 von 5,das Ergebnis muss also 3 sein.
A: 0101 (die Null ganz links ist das Vorzeichen) B: 0010 (noch nicht invertiert) B: 1101 (invertiert) jetzt addieren wir von rechts nach links: 0101+ 1101
1 + 1 = 0, und Übertrag 0 + 0 + Übertrag = 1 kein Übertrag 1 + 1 = 0 und Übertrag 1 + 0 + Übertrag = 0 und Übertrag - den Übertrag hier ignorieren wir, er wird in der Praxis verwendet umzuprüfen, ob das Ergebnis nicht zu klein für den Adder war.
So, unser Ergebnis ist also 0010, dezimal 2
Hoppla, da ist was faul im Staate Dänemark. Siehst Du, und genau deshalb brauchen wir auch das Carry in. Was wir gemacht haben war, das Einer - Komplement zu addieren. Damit das Ergebnis stimmt müssen wir aber das Zweier - Komplement addieren
Also B: 1101 (invertiert) B: 1110 (mit Carry in)
Und jetzt addieren wir:
0101+ 1110
1 + 0 = 1, kein Übertrag 0 + 1 = 1, kein Übertrag 1 + 1 = 0 und Übertrag 1 + 0 + Übertrag = 0
Unser Ergebnis ist also 0011, dezimal 3
Und genau das wollten wir ja :)
Schau Dir das mal an und versuch's vielleicht mit einem anderen Beispiel zu überprüfen. Und als Vorbereitung für die Multiplikation zunächst eine Vor - Überlegung:
Wie kannst Du am einfachsten eine beliebige Dezimalzahl mit 10 multiplizieren? und mit 100?, mit 1000?
Und wenn Du jetzt eine Zahl mit 11, 101 oder 1001 auf ähnliche Art multiplizieren willst?
Viel Spaß beim Tüfteln :D ]]>
Fragen zur Computertechnik (libertarian)https://www.allmystery.de/themen/it68609-4#id50656472010-12-19T17:14:35+01:00libertarian"Beitrag von libertarian
Soweit komme ich noch mit - allerdings musste ich mir ein zusätzliches Bild anschauen, da ich anfangs nicht verstand, was du mit "A B CI Q CO" meinst :)
Unter Division und Multiplikation kann ich mir wahrlich noch nichts vorstellen, aber Subtraktion wird doch einfach umgekehrt definiert werden, oder...falsch??? :) ]]>
Fragen zur Computertechnik (OpenEyes)https://www.allmystery.de/themen/it68609-4#id50646332010-12-19T12:26:54+01:00OpenEyes"Beitrag von OpenEyes Falls Du einen Fehler bemerkst, bitte sofort anmeckern :) Renovieren kommt bei mir im Frühling dran - meine Muskeln schmerzen jetzt schon, wenn ich nur daran denke. :D ]]>
Fragen zur Computertechnik (UffTaTa)https://www.allmystery.de/themen/it68609-4#id50646032010-12-19T12:15:54+01:00UffTaTa"Beitrag von UffTaTaOpenEyes schrieb:Vielleicht hat ja der eine oder andere Teilnehmer hier auch etwas beizutragen..Würde ich ja gerne, aber da man sowas fehlerfrei machen sollte, benötigt das eben Zeit. Und im Augenblick bin ich zu sehr mit Renovieren beschäftigt. Aber sei dir sicher, ich lese aufmerksam mit ;-) ]]>
Fragen zur Computertechnik (OpenEyes)https://www.allmystery.de/themen/it68609-4#id50645682010-12-19T12:06:28+01:00OpenEyes"Beitrag von OpenEyes Das ist mir klar :) Ich möchte gern sicher sein, dass das was ich bisher geschrieben habe für Dich wiklich klar ist ehe ich weitermache. Gerade diese Grundlagen sind in der Digitaltechnik Voraussetzung dafür, dass man dann auch komplexere Systeme versteht.
Vielleicht hat ja der eine oder andere Teilnehmer hier auch etwas beizutragen..
Ein Denkanstoß - wir können jetzt mit dem von mir gezeichneten Adder Zahlen addieren.
Wie schaut es aber mit subtrahieren, multiplizieren und dividieren aus? ]]>
Fragen zur Computertechnik (libertarian)https://www.allmystery.de/themen/it68609-4#id50624702010-12-18T21:34:42+01:00libertarian"Beitrag von libertarian
Nimm dir ruhig Zeit, das ganze ist vollkommen unverbindlich :D:) ]]>
Fragen zur Computertechnik (OpenEyes)https://www.allmystery.de/themen/it68609-4#id50608082010-12-18T10:10:39+01:00OpenEyes"Beitrag von OpenEyes
@UffTaTa @suchard @WyattGillette @interpreter @Lufton @Fennek
Bei allem was ich ab jetzt als Zeichnungen oder Formeln hereinstelle gehe ich von positiver Logik aus, das heisst Betriebsspannung == 1 0 Volt == 0 Und ich werde so weit wie sinnvoll AND und OR anstelle von NAND und NOR verwenden, das macht glaube ich das Verständnis einfacher.
Hier eine kurze Erklärung zum Adder: Die beiden XOR - Gates machen die eigentliche Addition. Am Ausgang Q liegt dann eine 1 an, wenn entweder 1 oder 3 Eingangssignale (A, B, Carry in) 1 sind. A XOR B ist genau dann 1 wenn entweder A oder B, nicht aber beide 1 sind Dieser Ausgang XOR Carry in ist wiederum genau dann 1, wenn entweder der Ausgang des erten XOR oder das Carry in, nicht aber beide 1 sind. Also: A B CI Q CO 0 0 0.....0 0...0 + 0 ohne Übertrag von vorheriger Stelle = 0 1 0 0.....1 0...1 + 0 ohne Übertrag von vorheriger Stelle = 1 0 1 0.....1 0...0 + 1 ohne Übertrag von vorheriger Stelle = 1 1 1 0.....0 1...1 + 1 ohne Übertrag von vorheriger Stelle = 0 und Übertrag 0 0 1.....1 0...0 + 0 mit Übertrag von vorheriger Stelle = 1 1 0 1.....0 1...1 + 0 plus Übertrag von vorheriger Stelle = 0 und Übertrag 0 1 1.....0 1...0 + 1 plus Übertrag von vorheriger Stelle = 0 und Übertrag 1 1 1.....1 1...1 + 1 plus Übertrag von vorheriger Stelle = 1 und Übertrag
Mit den 3 AND Gates und dem OR wird festgestellt ob ein Übertrag in die nächste Stelle entsteht (mindestens zwei Eingänge sind 1) A&B oder A&Carry oder B&Carry
Das Flipflop zu erklären überlasse ich zumindest für heute einem Kollegen :) Vielleicht kann auch einer von Euch ein Toggle - FlipFlop zeichnen und erklären.... ]]>
Fragen zur Computertechnik (OpenEyes)https://www.allmystery.de/themen/it68609-4#id50606472010-12-18T08:23:35+01:00OpenEyes"Beitrag von OpenEyes
Ups, Zeichnung vergessen: ]]>
Fragen zur Computertechnik (OpenEyes)https://www.allmystery.de/themen/it68609-4#id50606462010-12-18T08:22:57+01:00OpenEyes"Beitrag von OpenEyes So, ich habe jetzt eine Zeichnung gemacht in der Du eine einfaches FlipFlop, ein aus AND und OR - Gates aufgebautes XOR und einen 3 - Bit -Full Adder sehen kannst.
Erklärung der Funktion folgt noch, ich muss wieder weg.
Zu den Symbolen - ich habe die verwendet, welche (inklusive Wahrheitstabellen) auf Seite 2 gepostet wurden.
Zu den Formeln: & bedeutet AND (UND) v bedeutet OR (ODER) ! bedeutet NOT (NICHT)
A1 bis A3 sind die Bits der ersten Zahl B1 bis B3 sind die Bits der zweiten Zahl Q1 bis Q3 sind die Bits des Ergebnisses CI ist Carry in CO1 bis CO3 ist Carry out (Übertrag)
Versuch doch mal selbst, herauszufinden wie das Flipflop funktioniert. R und S sind Reset und Set Eingang, Q und Qquer die Ausgänge.
@UffTaTa @suchard @WyattGillette @interpreter @Lufton @Fennek Bitte schreien, wenn ihr einen Fehler findet :)
Der Adder ist zwar ein FullAdder aber natürlich ohne Carry-Lookahead und wäre in der Praxis dadurch relativ langsam.
Hat einer von Euch Lust, ein Toggle - FlipFlop zu erklären und daraus einen Zähler zu "Bauen"?
Dann hätten wir eigentlich schon fast alle Elemente aus denen eine ganz einfache ALU (Arithmetic Logic Unit besteht) ]]>
Fragen zur Computertechnik (OpenEyes)https://www.allmystery.de/themen/it68609-4#id50594402010-12-17T20:09:27+01:00OpenEyes"Beitrag von OpenEyes Super :) Geduld bis morgen bitte, ich bin trotz Pension jetzt vor Weihnachten als (auch) Musiker ziemlich eingesetzt und mein Tag hat so 14 bis 16 Stunden. Die beste Art jung und müde zugleich zu bleiben :D ]]>
Fragen zur Computertechnik (libertarian)https://www.allmystery.de/themen/it68609-4#id50593362010-12-17T19:23:39+01:00libertarian"Beitrag von libertarian
Soweit noch dabei :) ]]>
Fragen zur Computertechnik (OpenEyes)https://www.allmystery.de/themen/it68609-4#id50584132010-12-17T14:34:24+01:00OpenEyes"Beitrag von OpenEyes
@UffTaTa Und alle, die es interessiert:
Ok, also hier nochmals:
Links in der Zeichnung siehst Du eine stark vereinfachte Zeichnung eines MOSFET (Enhancement - Typ)
Sehen wir uns zunächst das Gate an. Es besteht aus einer extrem dünnen Matalloxidschichte (durch die schwarze Linie angedeutet) und darüber einer dünnen Metallschichte, die mit dem Anschluss - Pin verbunden ist.
Unter der Oxidschichte liegt der Channel, ein Teil des Silizium - Chips, der bei einem Enhancement - MOSFET so dotiert (gezielt verunreinigt) ist, dass er im Ruhezustand nicht leitet.
Das darunter liegende Substrat, ein weiterer Teil des Siliziumchips, ist so dotiert, dass es Ladungsträger enthält.
Wird nun an das Gate eine positive Spannung angelegt (bei einem N-Channel MOSFET) oder eine negative (bei einem P-Channel MOSFET) dann entsteht zwischen Gate und Substrat ein elektrisches Feld, genau wie in einem Kondensator.
Dabei fliesst kein Strom in das Gate - dieses ist ja völlig vom Rest des Chips isoliert,
Wenn das Gate positiv gegen das Substrat ist, dann "zieht" dieses Feld Elektronen, also negative Ladungsträger aus dem Substrat in den Channel hinein und dieser wird elektrisch leitend, der MOSFET wird also eingeschaltet.
Bei einem P-Channel MOSFET geschieht ähnliches, nur werden dort "Löcher", also positive Ladungsträger durch eine negative Spannung am Gate in den Channel gezogen.
Dass an das Gate eine Spannung angelegt werden kann ohne dass ein Strom fliesst bedeutet, dass man MOSFETS, ebenso wie Verstärkerröhren, steuern kann ohne dass man dafür elektrische Leistung aufbringen muss. (Bei Verstärkerröhren kann in bestimmten Fällen ein Gitterstrom fliessen - but that's another story.
Naja - theoretisch. In der Praxis, besonders dann, wenn der MOSFET auf hohen Frequenzen arbeiten muss, wird schon eine gewisse Blindleistung fällig, Gate/Substrat ist ja im Grund nichts anderes als ein Kondensator, noch dazu einer, dessen dielektrische Eigenschaften sich mit der angelegten Spannung ändern. Für unsere Betrachtungen können wir dies aber vernachlässigen. Wir wollen hier ja keine Gigahertz - Schaltung entwickeln :)
So weit die Enhancement - Typen. Enhancement heißen sie deshalb, weil die Leitfähigkeit erst durch anlegen einer Spannung an das Gate erreicht wird.
Depletion - Typen arbeiten im Prinzip gleich, nur ist dort der Channel so dotiert, dass er im Ruhezustand leitend ist und die Ladungsträger durch anlegen einer negativen (be N-Channel) oder positiven (bei P-Channel) Spannung aus dem Channel hinausgedrängt und dessen Leitfähigkeit dadurch verringert oder ganz ausgeschaltet wird ]]>
Fragen zur Computertechnik (OpenEyes)https://www.allmystery.de/themen/it68609-4#id50582952010-12-17T13:41:54+01:00OpenEyes"Beitrag von OpenEyesUffTaTa schrieb:Ein MOSFET ist nämlich, im Gegensatz zu einem bipolaren Transistor, ein spannunggesteuerter Verstärker/Schalter (je nach externer Beschaltung). Ein bipolarer Transistor dagegen, ist ein stromgesteuerter Verstärker/Schalter.Genau das stand in meiner vom Internet gefressenen Erklärung :) (die kommt demnächst nochmals)
Sehr wichtig ist besonders für die Digitaltechnik auch, dass bei niedrigen Betriebsspannungen das Gate bis auf VDD angehoben werden kann und man daher einen MOSFET zumindest Prinzipiell mit einem einzigen Widerstand (der durch einen zweiten MOSFET ersetzt bar ist) als Inverter einsetzen kann.
Weiters ist der Isolationswiderstand zwischen Gate und Channel sehr hoch, das heßt, man kann einen MOSFET durch einen Spannungsimpuls am Gate einschaltenund dieser bleibt so lange eingeschaltet, bis die Ladung des Gate/Substrat - Kondensators durch den winzigen Leckstrom abgebaut ist. Das nützt man in DRAMs aus. ]]>
Fragen zur Computertechnik (UffTaTa)https://www.allmystery.de/themen/it68609-4#id50580082010-12-17T11:24:49+01:00UffTaTa"Beitrag von UffTaTaFragen zur Computertechnik (UffTaTa)https://www.allmystery.de/themen/it68609-4#id50580022010-12-17T11:21:31+01:00UffTaTa"Beitrag von UffTaTa Ein MOSFET ist nämlich, im Gegensatz zu einem bipolaren Transistor, ein spannunggesteuerter Verstärker/Schalter (je nach externer Beschaltung). Ein bipolarer Transistor dagegen, ist ein stromgesteuerter Verstärker/Schalter.
Das ist ein großer, großer Unterschied und erklärt die anderen Anwendungen und Vorteile dieses Bauteils. Den da wo kein Strom fließt, wird auch keine Leistung umgesetzt. Und so wird bei einem MOSFEt keine Steuerleistung benötigt. ]]>
Fragen zur Computertechnik (OpenEyes)https://www.allmystery.de/themen/it68609-4#id50558492010-12-16T19:50:41+01:00OpenEyes"Beitrag von OpenEyes
@suchard @digimon123
suchard schrieb:Hast du schon rausgefunden wie Transistoren funktionieren??
Ich hab heute Früh eine einfache Erklärung verfasst und als ich sie posten wollte hat Der Bitfresser in meiner Internetverbindung zugeschlagen - jetzt aber...
Ich beschränke mich hier erst mal auf eine vereinfachte Beschreibung von MOSFETS inklusive einer einfachen Zeichnung:
(Die Zeichnung hänge ich jetzt an, Erklärung folgt morgen früh, ich habe vor Weihnachten so verdammt viel zu tun :( ) ]]>
Fragen zur Computertechnik (suchard)https://www.allmystery.de/themen/it68609-3#id50537802010-12-16T08:11:38+01:00suchard"Beitrag von suchard Hast du schon rausgefunden wie Transistoren funktionieren?? Wenn ja, sollten die Gatter kein Problem sein. ]]>
Fragen zur Computertechnik (OpenEyes)https://www.allmystery.de/themen/it68609-3#id50537002010-12-16T04:50:14+01:00OpenEyes"Beitrag von OpenEyes
@interpreter
Die astabile Kippstufe (Multivibrator) kann man leicht zu einem FliFlop ändern:
C1, C2, C3 weglassen R2 an den Drain von NMos2 und R3 an den Drain von NMos1 Für NMos1 und NMos2 Enhancement - Typen wählen
Mit Depletion - Typen geht's auch, dann müssen R5 und R6 an eine negative Hilfsspannung statt auf Ground gelegt werden.
Und einen Singleshot (monostabile Kippstufe) hast Du, wenn Du eine Seite vom FlipFlop und die andere vom Multivibrator nimmst. ]]>
Fragen zur Computertechnik (WyattGillette)https://www.allmystery.de/themen/it68609-3#id50529012010-12-15T21:35:20+01:00WyattGillette"Beitrag von WyattGillette
http://www.spicelab.de/astab_discretes.htm
Hier noch die Simulation ]]>
Fragen zur Computertechnik (interpreter)https://www.allmystery.de/themen/it68609-3#id50527872010-12-15T21:06:40+01:00interpreter"Beitrag von interpreter Na wenn die mit höheren Frequenzen schalten, ist wohl das Argument mit der Schönheit sekundär... blöde Pragmatiker :D ]]>
Fragen zur Computertechnik (WyattGillette)https://www.allmystery.de/themen/it68609-3#id50527512010-12-15T20:58:07+01:00WyattGillette"Beitrag von WyattGillette Find ich auch ;) Die beiden Schaltungen funktionieren ähnlich. Beide haben am Ausgang eine Rechteckspannung. Mit der MOSFET-Schaltung koennen jedoch hoehere Frequenzen erreicht werden, als mit den bipolaren Transistoren. ]]>
Fragen zur Computertechnik (interpreter)https://www.allmystery.de/themen/it68609-3#id50527022010-12-15T20:46:18+01:00interpreter"Beitrag von interpreter hmm... Danke
Irgendwie sieht das Schaltbild mit den bipolaren Transistoren ... naja... schöner aus.
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Fragen zur Computertechnik (WyattGillette)https://www.allmystery.de/themen/it68609-3#id50526592010-12-15T20:38:21+01:00WyattGillette"Beitrag von WyattGillette
Astabile Kippstufe mit N-Kanal MOSFETS:
]]>
Fragen zur Computertechnik (interpreter)https://www.allmystery.de/themen/it68609-3#id50526302010-12-15T20:31:36+01:00interpreter"Beitrag von interpreter Ich meine Kippstufen für Schmittrigger habe ich ein Schaltbild gefunden. ]]>
Fragen zur Computertechnik (OpenEyes)https://www.allmystery.de/themen/it68609-3#id50526142010-12-15T20:28:56+01:00OpenEyes"Beitrag von OpenEyes Meinst Du mit Kippstufen jetzt FlipFlops oder Schmitt - Trigger?
Antworten morgen - ich muss jetzt wirklich in die Falle ]]>
Fragen zur Computertechnik (interpreter)https://www.allmystery.de/themen/it68609-3#id50525112010-12-15T20:11:58+01:00interpreter"Beitrag von interpreter Mich würde hauptsächlich interessieren wie du Kippstufen mit FETs aufbaust. Ich hab das noch mit bipolaren Transistoren gelernt oder kann mich zumindest nur daran erinnern. ]]>
Fragen zur Computertechnik (Lufton)https://www.allmystery.de/themen/it68609-3#id50524982010-12-15T20:09:45+01:00Lufton"Beitrag von Lufton
Cooperation statt Konfrontation... du machst ja Sachen hier auf Allmy... ;) Mach weiter so, eins drauf mit Sternchen! :D ]]>
Fragen zur Computertechnik (OpenEyes)https://www.allmystery.de/themen/it68609-3#id50522372010-12-15T19:06:34+01:00OpenEyes"Beitrag von OpenEyesFennek schrieb:Oha, SRAM. Jetzt wirds interessant.Wart's ab.Nach mehr als 40 Jahren in dem Geschäft habe ich noch einiges auf Lager :)
Übrigens an alle die posten und/oder mitlesen:
Ich bin alles andere als unfehlbar und wenn jemand in meinen Erklärungen einen Fehler findet oder etwas besser oder anders erklären kann - nur zu.
Ziel des Thread ist es, @digimon123 so gut wie möglich Grundwissen in Digitaltechnik zu vermitteln. Wenn jeder von uns dabei etwas lernt ist das der beste positive Nebeneffekt den man sich nur wünschen kann ]]>
Fragen zur Computertechnik (WyattGillette)https://www.allmystery.de/themen/it68609-3#id50521902010-12-15T18:55:38+01:00WyattGillette"Beitrag von WyattGillette Ach ich find du machst das recht gut, brauchst uns doch gar nicht :D Die Digitaltechnik an sich ist nicht so mein Fachgebiet... ]]>
Fragen zur Computertechnik (Fennek)https://www.allmystery.de/themen/it68609-3#id50521612010-12-15T18:49:59+01:00Fennek"Beitrag von FennekFragen zur Computertechnik (libertarian)https://www.allmystery.de/themen/it68609-3#id50519882010-12-15T18:00:43+01:00libertarian"Beitrag von libertarian
alles klar ... ]]>
Fragen zur Computertechnik (OpenEyes)https://www.allmystery.de/themen/it68609-3#id50519772010-12-15T17:57:00+01:00OpenEyes"Beitrag von OpenEyeslibertarian schrieb:Ok... ich komme mit.Wunderbar. Dan werde ich Dir morgen früh (ich muss unbedingt eine Mütze Schlaf kriegen,hab nur 5 Stunden geschlafen und bin seit 4 Uhr früh auf) eine Erklärung posten wie ein FlipFlop (im Prinzip ein Speicher für ein Bit) und ein einfacher Adder für 2 Bits funktionieren. das heisst wie man Binärzahlen speichern und zusammenzählen kann.
Nur eines vorab: Ein FlipFlop kann man aus 2 NAND - Gates zusammensetzen, für einen Adder braucht man XOR (lässt sich ebenfalls mit NAND - Gates aufbauen), NAND - Gates und Inverter. Ich zeichne dazu gleich morgen früh einen Schaltplan mit den Symbolen, die @WyattGillette auf Seite 2 hereingestellt hat. ]]>
Fragen zur Computertechnik (libertarian)https://www.allmystery.de/themen/it68609-3#id50519392010-12-15T17:47:26+01:00libertarian"Beitrag von libertarian
Ok... ich komme mit. ]]>
Fragen zur Computertechnik (OpenEyes)https://www.allmystery.de/themen/it68609-3#id50504002010-12-15T09:52:05+01:00OpenEyes"Beitrag von OpenEyes Wiki hat einen sehr guten und recht vollständigen Artikel über MOSFETs ]]>
Fragen zur Computertechnik (OpenEyes)https://www.allmystery.de/themen/it68609-3#id50503932010-12-15T09:50:11+01:00OpenEyes"Beitrag von OpenEyes
Super :)
@WyattGillette @Lufton @Digimon123
Jetz haben wir die lustige Situation, genau umgekehrt wie in der Schule: Schule: ein Lehrer und eine Menge Schüler Hier: ein Schüler und eine Menge Lehrer Auf gute Zusammenarbeit, Kollegen :)
Speziell für Digimon: MOSFETS sind zumindest im Grundprinzip leicht zu verstehen und mehr als die Grundlagen musst Du für Digital - Anwendungen eigentlich nicht wissen. Ich lasse jetzt mal Besonderheiten weg und konzentriere mich auf das Wesentliche. Die Beschreibung ist daher naturgemäß unvollständiger. Elektroniker mögen mir verzeihen, dass ich etwa das Substrat weglasse. Ich denke, für eine Art "Blachbox - Verständnis ist es nicht unbedingt nötig.
In der Digitaltechnik wird ein MOSFET fast immer als spannungsgesteuerter Schalter eingesetzt. Wie schaut nun so ein MOSFET aus?
Eigentlich recht einfach Er besteht aus einem winzigen Siliziumplättchen mit speziellen Anschlüssen an zwei gegenüberliegenden Seiten. Auf dem Siliziumplättchen befindet sich eine unglaublich dünne isolierende Metalloxidschichte und darauf dann ein ebenfalls unglaublich dünnes Metallplättchen das ebenfalls mit einem Anschluss verbunden ist.
Die beiden Anschlüsse am Siliziumplättchen heißen "Source" und "Drain" und über sie fließt der Strom welcher geschaltet werden soll. Der Anschluss am Metallplättchen heißt "Gate" und über diesen Anschluss wird der Strom eingeschaltet oder ausgeschaltet. Der Teil des Siliziumplättchens zwischen Source und Drain ist der sogenannte "Channel". dieser Channel kann ein "P-Channel" sein, in einem P-Channel sorgen positive Ladungsträger für die Leitfähigkeit oder ein "N-Channel", bei dem sind negative Ladungsträger die Ursache für die Leitfähigkeit
Bei den in der Digitaltechnik vorwiegend verwendeten "Enhancement" - Typen ist dieser Channel gesperrt, also ausgeschaltet wenn der Gateanschluss und der Sourceanschluss gleiches Potential haben (z.B. +5 Volt für P-Channel Typen oder 0 Volt für N-Channel Typen
Du wirst es wahrscheinlich schon erraten haben: P-Channel MOSFETs hängen mit dem Sourceanschluss auf einer positiven Spannung und das Gate muss gegen diese Spannung negativ werden damit der Channel leitend wird, bei N-Channel Typen ist es genau umgekehrt. In dem Prinzip - Schaltplan den ich gepostet habe sind die MOSFETS P-Channel Enhancement Typen
Wenn sich nun die Spannung am Gateanschluss in Richtung der Spannung am Drainanschluss nähert wird der Channel leitend, also eingeschaltet, und zwar sehr schnell.
Gates mit MOSFETS funktionieren recht ähnlich wie ZUSEs Z3, die mit Relais aufgebaut war. Man kann sich den Channel als Relaiskontakt und das Gate als die Relaisspule vorstellen. Ist aber ein recht bildhafter Vergleich.
So, ich muss jetzt weg, nachmittag schau ich wieder herein :) ]]>
Fragen zur Computertechnik (interpreter)https://www.allmystery.de/themen/it68609-3#id50498152010-12-15T00:50:15+01:00interpreter"Beitrag von interpreter 0,0,0,0 Trivial: A AND NOT A 0,0,0,1 AND 0,0,1,0 A AND NOT B 0,0,1,1 A 0,1,0,0 B AND NOT A 0,1,0,1 B 0,1,1,0 XOR 0,1,1,1 OR 1,0,0,0 NOR 1,0,0,1 NOT XOR (ÄQUIVALENT) 1,0,1,0 NOT B 1,0,1,1 A OR NOT B 1,1,0,0 NOT A 1,1,0,1 NOT A OR B 1,1,1,0 NAND 1,1,1,1 Trivial: ( A OR NOT A) A oder nicht A
wenn A,B 0,0,1 0,1,2 1,0,3 1,1,4 ]]>
Fragen zur Computertechnik (OpenEyes)https://www.allmystery.de/themen/it68609-2#id50495772010-12-14T23:45:35+01:00OpenEyes"Beitrag von OpenEyes Da hast Du recht und ich habe mich schlecht ausgedrückt. Ich gebe daher Schachtelungstiefe 1 an, also A AND NOT A soll für den trivialen Fall 0,0,0,0 ausreichen. Ebenso A OR NOT A für den Fall 1,1,1,1
Einverstanden?
Antworten morgen. Muss schlafen :) ]]>
Fragen zur Computertechnik (interpreter)https://www.allmystery.de/themen/it68609-2#id50495282010-12-14T23:37:31+01:00interpreter"Beitrag von interpreter Wenn du triviale Fälle einrechnest ist die Anzahl von der erlaubten Schachtelungstiefe abhängig die du angeben musst.
Prinzipiell sind bei Einrechnung trivialer Fälle unendlich Kombinationen möglich, warum man das auch nicht macht, oder mit welcher Begründung würdest du
A AND A AND A AND A... ausschließen? ]]>
Fragen zur Computertechnik (OpenEyes)https://www.allmystery.de/themen/it68609-2#id50494452010-12-14T23:23:16+01:00OpenEyes"Beitrag von OpenEyes
@Interpreter @WyattGillette @Lufton
Es sind genau 16. Ich habe ja geschrieben "einschließlich der trivialen"
der Ausgang einer solchen Schaltung mit 2 Eingängen kann folgende Zustände annehmen: 0,0,0,0 Trivial: A AND NOT A 0,0,0,1 AND 0,0,1,0 0,0,1,1 0,1,0,0 0,1,0,1 0,1,1,0 XOR 0,1,1,1 OR 1,0,0,0 NOR 1,0,0,1 NOT XOR (ÄQUIVALENT) 1,0,1,0 1,0,1,1 1,1,0,0 1,1,0,1 1,1,1,0 NAND 1,1,1,1 Trivial: ( A OR NOT A) A oder nicht A
Wer findet die Logik - Ausdrücke für die restlichen? ]]>
Fragen zur Computertechnik (libertarian)https://www.allmystery.de/themen/it68609-2#id50493922010-12-14T23:12:51+01:00libertarian"Beitrag von libertarian
ja soweit so logisch, man könnte das alles auch alles anders mathematisch ausdrücken: Nor: wenn 0 und 0 dann 1; wenn 1 und 0 dann nicht 1; usw und sofort Aber das Problem sind, wie schon erwähnt die elektrischen Bauteile selber. ]]>
Fragen zur Computertechnik (WyattGillette)https://www.allmystery.de/themen/it68609-2#id50493842010-12-14T23:11:17+01:00WyattGillette"Beitrag von WyattGillette
:D ]]>
Fragen zur Computertechnik (OpenEyes)https://www.allmystery.de/themen/it68609-2#id50493722010-12-14T23:10:14+01:00OpenEyes"Beitrag von OpenEyeslibertarian schrieb:Die Diode verstehe ich jetzt und das AND-Gatter auf elektrischem Wege ebenso, das Nand-Gatter, da sind mir die Transistoren noch etwas abstrakt, aber da werde ich mich heute, oder morgen noch genauer erkundigen.Ich liefere Dir morgen Vormittagnoch eine einfache Erklärung zu MOSFETS. (Bipolare Transistoren kannst Du für Digitale Schaltungen, besonders in Computern in der heutigen Zeit getrost außer Acht lassen. ]]>
Fragen zur Computertechnik (interpreter)https://www.allmystery.de/themen/it68609-2#id50493662010-12-14T23:08:53+01:00interpreter"Beitrag von interpreter NOR
0,0,1 0,1,0 1,0,0 1,1,0
NAND
0,0,1 0,1,1 1,0,1 1,1,0
XOR
0,0,0 0,1,1 1,0,1 1,1,0
NXOR
0,0,1 0,1,0 1,0,0 1,1,1 ]]>
Fragen zur Computertechnik (WyattGillette)https://www.allmystery.de/themen/it68609-2#id50493622010-12-14T23:08:38+01:00WyattGillette"Beitrag von WyattGilletteFragen zur Computertechnik (OpenEyes)https://www.allmystery.de/themen/it68609-2#id50493562010-12-14T23:07:11+01:00OpenEyes"Beitrag von OpenEyesWyattGillette schrieb:Invertieren hab ich vergessen Wobei ein Inverter eigentlich auch nichts anderes ist als ein NAND oder NOR mit nur einem Eingang. Ich habe oft genug ein NAND oder NOR das in einem IC noch übrig war durch Verbinden der beiden Eingänge als Inverter geschaltet.
Steigen wir mal ein wenig auf die Bremse damit es für @Digimon123 nicht verwirrend wird... ]]>
Fragen zur Computertechnik (libertarian)https://www.allmystery.de/themen/it68609-2#id50493352010-12-14T23:04:49+01:00libertarian"Beitrag von libertarianWyattGillette schrieb:So seh ich das nicht. Die Gatter können auch im Einzelnen sehr nützlich sein. Ich hab noch nie ein ASIC gebaut, doch schon oft einzelne Gatter verwendet. Ausserdem find ich es sinnvoller zuerst die Logik zu verstehen und erst dann genauer ins Gatter hinein zu schauen. Der Transistor ist in meinen Augen für einen Anfänger keine leichte Kost. Mit der boolschen Algebra komme ich theoretisch ganz gut zurecht, das ist ja mehr oder weniger pure Mathematik; meine Probleme liegen viel eher im Verständnis der konkreten Umsetzung, wie die Materie aufgebaut ist, welche die boolschen Bedingungen erfüllt - das hat @openeyes schonmal soweit ganz gut gemacht. @Lufton Die Diode verstehe ich jetzt :) und das AND-Gatter auf elektrischem Wege ebenso, das Nand-Gatter, da sind mir die Transistoren noch etwas abstrakt, aber da werde ich mich heute, oder morgen noch genauer erkundigen. ]]>
Fragen zur Computertechnik (interpreter)https://www.allmystery.de/themen/it68609-2#id50493332010-12-14T23:04:43+01:00interpreter"Beitrag von interpreter Wenn die Frage war, was wie aufgebaut wird, können alle möglichkeiten aus NAND Gattern entstehen. Aber das sind die logischen assoziationen. ]]>
Fragen zur Computertechnik (WyattGillette)https://www.allmystery.de/themen/it68609-2#id50493322010-12-14T23:04:36+01:00WyattGillette"Beitrag von WyattGillette
OpenEyes sprach von Scherzfrage, daher meine Antwort.
@OpenEyes Erwartest du jetzt von mir, dass ich alle moeglichen Logiken aufschreib? ]]>
Fragen zur Computertechnik (Lufton)https://www.allmystery.de/themen/it68609-2#id50493242010-12-14T23:03:05+01:00Lufton"Beitrag von Lufton
Es geht doch nicht darum, was woraus aufgebaut werden kann (da hast du ja Recht), sondern darum, dass es am Ende immer andere Ergebnisse bei den Verknüpfungen gibt. ]]>
Fragen zur Computertechnik (OpenEyes)https://www.allmystery.de/themen/it68609-2#id50493212010-12-14T23:02:36+01:00OpenEyes"Beitrag von OpenEyes Antwor tauf 2.) ist richtig.
ad 1: Überleg mal 2 Eingangssignale A und B können folgende Zustände annehmen:
(0 ist 0V, 1 ist Betriebspannung)
0,0 0,1 1,0 1,1
Eine AND Verknüpfung zum Beispiel schaut dann so aus:
A B Ausgang 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1
Und ein OR
A B Ausgang 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1
Dubist dran :) ]]>
Fragen zur Computertechnik (WyattGillette)https://www.allmystery.de/themen/it68609-2#id50493152010-12-14T23:01:37+01:00WyattGillette"Beitrag von WyattGillette
NAND/NOR/XOR/NXOR koennen alle durch AND/OR/NOT aufgebaut werden... ]]>
Fragen zur Computertechnik (interpreter)https://www.allmystery.de/themen/it68609-2#id50493112010-12-14T23:00:41+01:00interpreter"Beitrag von interpreter And, Or, Nand, Nor, XOR, NXOR ]]>
Fragen zur Computertechnik (Lufton)https://www.allmystery.de/themen/it68609-2#id50492962010-12-14T22:58:09+01:00Lufton"Beitrag von Lufton
Du hast ja Recht, dass diese Bausteine die Grundlagen aller anderen sind, aber so lange es noch darum geht, wie überhaupt eine Diode oder ein Transistor funktioniert, so lange sind sie (in meinen Augen) noch zu früh... ]]>
Fragen zur Computertechnik (WyattGillette)https://www.allmystery.de/themen/it68609-2#id50492912010-12-14T22:57:24+01:00WyattGillette"Beitrag von WyattGillette
Alle anderen Gatter kann man damit aufbauen... wenn dem nicht so waere, wuerde das Karnaugh-Diagramm nicht funktionieren... ]]>
Fragen zur Computertechnik (WyattGillette)https://www.allmystery.de/themen/it68609-2#id50492872010-12-14T22:56:35+01:00WyattGillette"Beitrag von WyattGillette
:) ]]>
Fragen zur Computertechnik (Lufton)https://www.allmystery.de/themen/it68609-2#id50492862010-12-14T22:56:35+01:00Lufton"Beitrag von LuftonFragen zur Computertechnik (WyattGillette)https://www.allmystery.de/themen/it68609-1#id50492712010-12-14T22:52:38+01:00WyattGillette"Beitrag von WyattGillette Hm.. ich wuerd jetzt mal sagen: 2 verschiedene Verknuepfungen: and / or Ja lassen sie sich. Wie ich in Erinnerung habe, besteht ein AND meist aus NAND-Gattern, weil das weniger Transistoren benoetigt. ]]>
Fragen zur Computertechnik (OpenEyes)https://www.allmystery.de/themen/it68609-1#id50492482010-12-14T22:46:43+01:00OpenEyes"Beitrag von OpenEyes Hey, das ist super - vielleicht hast Du die Zeit, die Funktion der einzelnen Verknüpfungen noch etwas genauer und einfacher zu erklären. Wir können das auch gemeinsam tun.
@Digimon123 Frag bitte, so viel Du willst und wie zu Deinem Verständnis nötig ist. Von uns wird Dich sicher niemand gering schätzen wenn Du selbst dumm erscheinende Fragen stellst. Dieses Gebiet ist für jemanden, der ganz neu herein kommt trotz guter Schulbildung normalerweise ein Buch mit sieben Siegeln.
nochmal @WyattGillette so etwas wie eine Scherzfrage (und soll bestimmt kein Test sein):
Gegeben sind zwei Signale A und B die die Zustände 0 oder 1 annehmen können.
Wieviele verschiedene Verknüpfungen (einschließlich der trivialen) zwischen diesen beiden Signalen sind möglich. Zusatzfrage: lassen sich alle diese Verknüpfungen mit NAND und NOR - Gates realisieren? ]]>
Fragen zur Computertechnik (WyattGillette)https://www.allmystery.de/themen/it68609-1#id50492462010-12-14T22:46:25+01:00WyattGillette"Beitrag von WyattGillette So seh ich das nicht. Die Gatter können auch im Einzelnen sehr nützlich sein. Ich hab noch nie ein ASIC gebaut, doch schon oft einzelne Gatter verwendet. Ausserdem find ich es sinnvoller zuerst die Logik zu verstehen und erst dann genauer ins Gatter hinein zu schauen. Der Transistor ist in meinen Augen für einen Anfänger keine leichte Kost.
@Digimon123
Die Frage ist halt, was du damit erreichen möchtest... Die Elektronik (verallgemeinert ausgedrückt) hat ein extrem breites Spektrum. Ich arbeite jetzt schon knapp 5 Jahre darauf und kann nicht von mir behaupten auch nur in einem Bereich ein Spezialist zu sein ;) ]]>
Fragen zur Computertechnik (libertarian)https://www.allmystery.de/themen/it68609-1#id50492072010-12-14T22:38:02+01:00libertarian"Beitrag von libertarianWyattGillette schrieb:Gibt auch sehr viele gute Buecher, falls du wirklich ernsthaft interessiert bist. Kann dir mal einige raussuchen, wenn du magst (und ich Zeit find)
OpenEyes schrieb:. Für das Verständnis der Funktion macht das keinen Unterschied und integrierte Schaltkreise entwickeln wirst Du ja wohl nicht wollen
Nein, als Spezialist will ich hier eigentlich nicht rausgehen :) es geht mir eher darum einen Gesamteindruck zu bekommen, das Prinzip kennenzulernen. ]]>
Fragen zur Computertechnik (Lufton)https://www.allmystery.de/themen/it68609-1#id50491992010-12-14T22:36:44+01:00Lufton"Beitrag von Lufton
Im Rahmen meiner Möglichkeiten gerne. Bin aber sowohl zeitlich eingeschränkt, als auch (und vor allem) gar nicht soooo der Crack. Physik und Elektrotechnik hatte ich das letzte Mal an der FH (vor gut 20 Jahren). Aber wenn es Dich nicht stört, werde ich gerne weiterhin den einen oder anderen Kommentar einschieben, wenn ich meine, damit noch etwas verdeutlichen zu können.
Nee, vor Freitag habe ich für nix Zeit (eigentlich noch nicht einmal für diesen Beitrag...)
@WyattGillette Die Gatter sind eigentlich erst interessant, wenn es darum geht ICs aufzubauen, bzw. komplexe Gatter zu bauen. Digimon möchte doch aber verstehen, wie das elektrisch funktioniert. ]]>
Fragen zur Computertechnik (WyattGillette)https://www.allmystery.de/themen/it68609-1#id50491682010-12-14T22:32:35+01:00WyattGillette"Beitrag von WyattGillette Hab hier noch eine Uebersicht zu den Logikgattern gefunden:
Gibt auch sehr viele gute Buecher, falls du wirklich ernsthaft interessiert bist. Kann dir mal einige raussuchen, wenn du magst (und ich Zeit find) ;) ]]>
Fragen zur Computertechnik (OpenEyes)https://www.allmystery.de/themen/it68609-1#id50491672010-12-14T22:32:08+01:00OpenEyes"Beitrag von OpenEyes Danke für das Kompliment :)
Ich werde morgen vormittag de Vorschlag von @Lufton aufgreifen (vielleicht hilft er ja dabei), die grundlegende Funktionsweise der in Computer verwendeten Bauteile zu erklären.
Eine Bemerkung zum Schluss, ehe ich die Matratze abhören gehe: Du hast Integrierte Schaltkreise erwähnt und das hat so geklungen als ob das spezielle Bauelemente wären - nun, das sind sie im Grunde nicht, sie sind nur auf kleinstmöglichem Raum zusammengefasste Gruppen von Transistoren, Dioden, Gates etc. Die Technologie ist etwas anders, die Funktion aber gleich. Für das Verständnis der Funktion macht das keinen Unterschied und integrierte Schaltkreise entwickeln wirst Du ja wohl nicht wollen :) ]]>
Fragen zur Computertechnik (OpenEyes)https://www.allmystery.de/themen/it68609-1#id50491252010-12-14T22:23:28+01:00OpenEyes"Beitrag von OpenEyesLufton schrieb:Auf der anderen Seite frage ich mich, warum ihr (bzw. du im Speziellen) nicht mit den Grundlagen anfangt. Bei dir scheint es schon mit den elementaren Grundlagen der Physik (insbesondere der Elektrizität) zu hapern. Vielleicht fängst du doch damit erst einmal an. Was wird beim Strom wann addiert und was nicht... Ohne dieses Wissen wirst du nicht in der Lage sein, die Schaltbilder (ohne die sich logische Schaltungen nicht erklären lassen) zu verstehen.Genau das versuche ich jetzt und hier und Hilfe und Hinweise sind immer willkommen und ich bin dafür dankbar :)
Ich habe vor, in den nächsten Beiträgen genau das zu behandeln, wie wär's wenn Du Dich daran beteiligst? Lassen wir die Mathematik einstweilen nur eine Nebenrolle spielen - in der Digitaltechnik besteht für den interessierten Laien kaum die Notwendigkeit, eine Verstärkerstufe oder eine HF - Endstufe zu berechnen und für das Verständnis (das ist es, was @Digimon123 vermutlich erreichen will, zumindest für's erste) reicht zunächst einmal die Kenntnis aus, wie ein Spannungsteiler, ein Transistor (MOSFET, alles andere ist in der Digitaltechnik kaum von Bedeutung), eine Diode funktionieren. Und einige Kenntnisse in binärer Arithmetik und Logik.
Einverstanden? ]]>
Fragen zur Computertechnik (libertarian)https://www.allmystery.de/themen/it68609-1#id50491032010-12-14T22:20:08+01:00libertarian"Beitrag von libertarianOpenEyes schrieb:Ich hatte das Glück, dass ich quasi von Anfang an dabei war und die Grundlagen in Theorie und Praxis jahrelang lernen und auch anwenden konnte (und dabei noch gut verdient habe) und wenn ich Dir (und denendieinteressiert sind und mitlesen) die Grundlagen solide vermitteln kann dannhaben wir alle etwas gewonnen Ergo: du bist ein Spezialist :) Na dann hätte ich ja niemand Besseren finden können :) ]]>
Fragen zur Computertechnik (OpenEyes)https://www.allmystery.de/themen/it68609-1#id50490462010-12-14T22:10:41+01:00OpenEyes"Beitrag von OpenEyeslibertarian schrieb:hab damit auch schon angefangen, bei diesem Elektronik- Kompendium da von @wyattgilette allerdings hab ich mir dafür noch nich allzu viel Zeit genommen.Na, ich nehme doch an dass Du etwas anderes auch zu tun hast. Ich bin zwar in Pension, aber mir geht es auch nicht anders, da warten noch ein paar Applikationen die ich fertigstellen muss und mein Tag hat im Moment 16 Stunden :)
Ich werd es langsam angehen, da ich der Meinung bin, dass ein gutes Verständnis der Grundlagen alles spätere wesentlich leichter macht.
Ich hatte das Glück, dass ich quasi von Anfang an dabei war und die Grundlagen in Theorie und Praxis jahrelang lernen und auch anwenden konnte (und dabei noch gut verdient habe) und wenn ich Dir (und denendieinteressiert sind und mitlesen) die Grundlagen solide vermitteln kann dannhaben wir alle etwas gewonnen :) ]]>