Eine ALU verstehen und bauen

[Elcrian]

Hallo,
ich habe mal ein spezielles Anliegen: Man ist ja heuzutage immer nur Endanwender von PCs und hat eigentlich keine Ahnung was da werkelt.

Daher würde ich gerne verstehen wie eine einfache ALU, z.B. mit 2bit, funktioniert. Die Idee kommt übrigens aus Minecraft, ich selber verstehe leider nur Bahnhof bisher und habe zu dem ganzen Thema keinerlei Zugang gefunden.

Hat jemand daher empfehlenswerte Links die a) das System erklären und, optional b) z.B. eine Bauanleitung mit Relais bieten? Oder ist sowas ohne Physik in der Oberstufe oder Elektrotechniker-Ausbildung kaum zu durchblicken?

Danke!

 

[Hancock]

Eine ALU ist eine Arithmetische Logische Unit, besteht also aus Addierer, Multiplizierer etc.
Einfacher wäre ein Addierer, Stichworte sind Halbaddierer und Volladdierer.
http://de.wikipedia.org/wiki/Volladdierer
http://de.wikipedia.org/wiki/Halbaddierer

Darauf aufbauen dann ein Muliplizierer
http://de.wikipedia.org/wiki/Multiplizierer_(Digitaltechnik)

Ein Verständnis von Elektrotechnik und von Logikbausteinen ist dafür allerdings erforderlich.

 

[Nasenbär]

Bei Wikipedia ist das doch eigentlich ganz anschaulich erklärt.
http://de.wikipedia.org/wiki/Arithmetisch-logische_Einheit
Hier sind die arithmetischen und logischen Funktionen aufgelistet. Wenn du dich dann da weiterhangelst kommst du zu den Informationen wie Addierer und Multiplizierer aufgebaut sind.
Ein Grundverständnis der boolschen Algebra und wie man Logikgatter durch Transistoren oder Relais aufbauen kann kann ist aber notwendig. Aber auch das kann man auf Wikipedia nachlesen.
Hier z.B. aufbau eines Oder-Gatters mit Relais oder Transistoren.
http://de.wikipedia.org/wiki/OR-Gatter

 

[Fritzler]

Bevor du deine ALU allerdings aufbaust, sollteste das ganze erstmal mit VHDL und Modelsim Student Edition durchsimulieren. Hardware mit Fehlern aufbauen und die dann ausmerzen is frustrierend.
Zudem muss man erstmal verstehen wie auf Binärzahlen gerehcnet wird um eine ALU zu bauen. Das ist übrigens nen ganzes Senster an der Uni.
Hier maln paar Folien: http://ul.to/bdbl25u7

 

[Elcrian]

Danke euch schon mal. Habe mich die Tage mal mit den Grundlagen der boolschen Algebra beschäftigt sowie versucht ein Prinzip eines einfachen Halbaddierers nachzuvollziehen. Da muss man schon etwas anders (um nicht zu sagen, ausnahmsweise mal logisch ) denken als sonst. Aber es entsteht sukzessive ein klareres Bild...

Ich habe natürlich noch erhebliche Probleme Schaltpläne oder Formeln zu verstehen, aber bei den einfachen Sachen sowie dem Grundprinzip versteht man schon einiges.

Ich werde mich weitergehend dann mit Elektrotechnik-Basics, den komplexeren logischen Funktionen und Schaltungen bzw. vorher mal etwas intensiver überhaupt mit dem Binärsystem auseinandersetzen... nicht das ich vor habe damit etwas produktives zu tun, aber schaden tut es nicht und interessant ist es auch.

@Fritzler: Danke für den Link! Und ein Semester weniger Lernen in der Uni ist doch super... bei mir geht das Studium nämlich 2012 los.

 

[FreddyMercury]

Wir haben in der Uni erst mit einer einfachen Speichereinheit angefangen wegen der Einfachheit halber.. Danach haben wir eine ALU gemacht. Alles theoretisch allerdings. Und ich rate dir auch dich an das zu halten was Fritzler geschrieben hat.