Hvordan fungerer en kalkulator?

[Jørnan]

Jeg har alltid lurt på hvordan en kalkulator fungerer og har selvfølgelig skridd fra hverandre mange. Problemet er at inholdet er så simpelt at det ikke kan gi noen mening. Jeg hadde forventet å se noe alla en simpel minidatamaskin med noen elektrokomponenter. Istedenfor finner jeg en haug av "ledninger" på print platen, og alle ender opp i en stor sort flekk!

 

Jeg holder på å bli gal fordi jeg ikke kan finne ut hva som er under den store sorte flekken, og hva som skjer der. Og hvorfor er det ingen duppedittgreier på kalkulatoren? Det er bare disse ledningene eller "stiene" på print platen som går mellom tastene. Og til slutt ender alle ledningene opp i den store sorte flekken, der ledningene fra skjermen går inn. Hva skjer under den stort sorte flekken? Og er en kalkulator ren hardware, uten noen form for programmvare? Det høres jo helt rart ut, men det er da ikke noe som på en måte kan "holde" på programmvaren. bare ledninger. Ingen transistorer, motstander eller noe som helst. INGENTING!!!

 

Så hvordan fungerer egentlig en kalkulator? Holder på å bli gal ...

[Kian_Alvane]

Eg veit ikkje så mykje om kalkulatorar, men den "svarte flekken" er ein IC (integrert krets) som er fylt med transistorar, diodar, motstandar O.S.V. som utfører utrekningane. Det er ein slags prosessor men den er vanlegvis spesiallaga og kan ikkje programmerast. På ein dyrare kalkulatur vil du finna mykje fleire komponenter og programmerbare IC'ar.

 

Ledningane er for input og output frå IC'en.

[Thorsen]

De biligste kalkulatorene er mer eller mindre ren hw ja.

 

Uansett vil hjernen eller prosessoren i kalkulatoren være bygt opp av blant annet en ALU (artimetisk logisk unit). Denne består igjen av en Full Adder som tar seg av selve regneoperasjonen.

 

Full Adderen kan i bunn og grunn bare addere positive binære tall av n-bit. Men den kan utvides med f.eks en Aritmetisk Enhet som kan omforme negative binære tall til 2-er komplement slik at man kan ta minus operasjoner ved å addere to tall.

 

En full adder kan bygges opp slik for et 1-bits tall og kan utvides parallellt for å få en n-bits adderer.

 

 

De tre forskjellige symboler er "porter" de virker på den måten at.

 

XOR: den med to buede streker og en spiss:

-Hvis antallet "1"-ere på inngangene (2 innganger her) er et oddetall blir utgangen "1"

AND: den med rett bun og en buet spiss

-Hvis begge inngangene er "1" blir utgangen "1". Og bare da

OR: Den med en bue og spiss

Hvis en eller begge inngangene er "1" blir utgangen "1"

 

På tegningen står A for et "1" bits binært tall

B står for et "1" bits binært tall

Ci Står for mente inn.

Co Står for mente ut.

S står for sum

 

F. eks er A = 1 og B = 0 og Ci = 0.

Blir

S = 1

Co = 0

 

F.eks er A = 1 og B = 1 og Ci = 0

Blir

S = 0

Co = 1

 

Altså summen er av "1" +"1" binært er "10" men siden full adderen bare kan regne med "1"bits tall blir det mest signifikante bittet sent videre til neste FA i kretsen der det kobles inn på den FA ens Ci

 

 

Mer info :

http://en.wikipedia.org/wiki/Full_adder

[Ueland]

Ikke minst, full guide til binærmattematikk som brukes av ALUene(CPUene)

http://en.wikipedia.org/wiki/Binary_numeral_system

Endret 19. november 2006 av Ueland