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By H. Schecher

Das vorliegende Buch soil den Informatiker mit dem funktio nellen Aufbau und den technologischen Grenzen seines Werk zeugs, der digitalen Rechenanlage, vertraut machen. Die ersten acht Kapitel sind aus einer Vorlesung gleichen Titels entstanden, die ich seit einigen lahren im Rahmen des Informatikstudiums an der Technischen Universitiit Miinchen halte. Der Stoff des letzten Kapitels entstammt aus einer Spezialvorlesung iiber Peri pheriegeriite. Die Darstellung geht aus von den funktionellen Eigenschaf ten heute zur Verfiigung stehender Bauelemente. Zuniichst wird gezeigt, wie aus diesen einfache Baugruppen hergestellt werden konnen. Nach dieser Vorbereitung kann im Kapitel three ausfUhr lich auf den Aufbau verschiedener Versionen arithmetischer Ver kniipfungseinheiten eingegangen werden. Nahezu aile diese Ope rationen besitzen eine "Feinstruktur," d. h., sie sind aus einer Reihe von Elementaroperationen aufgebaut. Das folgende Ka pitel demonstriert, wie ein Schaltwerk, das die Steuerung des Ablaufs dieser Elementaroperationen durchfiihren solI, aufzu bauen ist. Insbesondere wird gezeigt, daB es die Einfiihrung be sonderer Schnell speicher, in denen die paintings der jeweiligen Ab liiufe in shape von Mikroprogrammen gespeichert sind, ermog licht, auch auf dieser untersten Ebene einer Rechenanlage den Vorteil der Flexibilitiit einer Programmsteuerung zu niitzen. Ein besonderes Kapitel ist dem Befehlswerk gewidmet; hier werden insbesondere die einzelnen Modifikationsarten, die auf Maschinenbefehle angewandt werden, von der Programmierungs seite her begriindet, und Vorschliige fUr deren Realisierung ge geben. Das sechste Kapitel "Arbeitsspeicher" gibt Einblicke in den Aufbau und zeigt die physikalischen Grenzen des Kernspei chers."

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Dort ist die Verschiebeoperation ein Bestandteil der Addition. Deshalb kann man dort die Addition nicht einfach weglassen. Teilt man die Bit des Multiplikators in Gruppen gleicher Lange ein und stellt vor einer Multiplikation aIle Vielfache des Multiplikanden mit den Zahlwerten, die diese Bitgruppen annehmen konnen zur Verfiigung, so laBt sich die Zeitdauer fUr eine Multiplikation verkiirzen. Denn jetzt miissen nicht mehr n (n = Bitzahl des Multiplikators) Teilprodukte addiert werden, sondern nur noch nlz (z = Anzahl der Bit einer Gruppe).

Zur Bestimmung der 22 und 2 3 -Stelle muB noch die 2 1 -Stelle herangezogen werden. Die folgende Schaltung leistet die Komplementbildung einer binar verschlusselten Dezimalzahl. ::::==t=~~L~~~L---=_L_--ocp Abb. 48 Schaltung zur Komplementbildung fiir Dezimalzahlen mit biniirer Verschliisselung (BCD-Code) Beim Aiken- und DreiexzeBcode reduziert sich die Anordnung zur Komplementbildung auf die Schaltung des 2°-Flip-Flops, die jetzt fur alle Stellen angewandt wird. 3 Addier- ODd Sobtrahierwerk mit Zahlem Ein Addierwerk, welches sich besonders fur den binaren Code eignet, laBt sich aus dekadischen Zahlern aufbauen.

Hat man beispielsweise das Ftinffache des Divisors zur Verftigung, so kann nach dessen Subtraktion festgestellt werden, ob der Rest positiv ist oder nicht. In einem Fall addiert man forthin den Divisor, im anderen Fall subtrahiert man ihn.

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