Von der (Rechen-)Aufgabe zum Schaltplan

Zusammenfassung

All den Operationen, die ein Computer ausführen kann, liegen binäre Funktionen zugrunde, die sich durch logische Verknüpfungen zusammensetzen lassen. Auf Basis dieser Funktionen ist es möglich, digitale Schaltungen zu bauen, die Rechenvorgänge durchführen können. Da sich alle Grundrechenarten auf die Addition zurückführen lassen, ist das Addierwerk ein zentrales Element des Rechenwerks der CPU. Zu den digitalen Schaltungen, aus denen sich ein Addierwerk zusammenbauen lässt, gehören die Halbaddierer, die zwei 1Bit-Zahlen addieren können, und die Volladdierer, die in der Lage sind, zwei 1 Bit-Zahlen sowie einen Übertrag zu addieren. Addierwerke können wiederum auf verschiedene Arten umgesetzt werden, etwa als serielles Addierwerk oder als Paralleladdierwerk. Der Weg von der Funktionsbeschreibung einer Schaltung bis hin zum realisierbaren Schaltplan wird als Logiksynthese bezeichnet. Diese ermöglicht es, eine bestimmte Aufgabenstellung, wie die Addition zweier Zahlen, in bestmöglichster Weise in die Hardware umzusetzen.