Änderungen: Halbsubtrahierer (Redstone)

Aktuelle Version vom 5. Mai 2019, 07:59 Uhr

Gruppe: Schaltnetze	mit Mechaniken	Hier: mit Redstone	mit Befehlen	Verfügbar in: Redstone-Welt

Der Halbsubtrahierer ist im Aufbau ähnlich wie ein Halbaddierer. Er besteht aus einem Exklusiv-Gatter und einem Und-Gatter. Der Halbsubtrahierer besitzt zwei Ein- und Ausgänge, wobei Minuend minus Subtrahend gerechnet wird und dabei die Differenz und der Borger erhalten werden. Nicht alle Ausgangsvarianten sind mit einem Halbsubtrahierer möglich, dafür wird ein Vollsubtrahierer benötigt, der aus zwei Halbsubtrahierern und einem Oder-Gatter besteht.

Für eine ausführliche Erklärung der Subtraktion mit Halbsubtrahierern siehe electronics-tutorials.ws.

Subtraktion
a	b	d	bo
w	w	F	F
w	f	W	F
f	w	W	W
f	f	F	F

Halbsubtrahierer
A	B	D (Differenz)	Bo (Borger)
0	0	0	0
0	1	1	1
1	0	1	0
1	1	0	0

Variante 1

Folgende Voraussetzungen werden benötigt:

Technik/Redstone Grundmodule Redstone-Element Redstone-Signal Grund-Element (Redstone) Signal-Element (Redstone) Signalleitung (Redstone) Schaltkreise Schaltnetze
Schaltkreise/Logikgatter (Redstone)

Folgende Materialien werden benötigt:

1 Eisenblock 1 Goldblock 1 Diamantblock 1 Hebel 1 Redstone 1 Redstone-Fackel 1 Redstone-Verstärker 1 Klebriger Kolben 1 Schild (Schrift)

Der Halbsubtrahierer besteht in diesem Fall aus zwei Und-Gattern. Die zwei Eingänge (Minuend und Subtrahend) werden mit jedem Und-Gatter verbunden, wobei ein Eingang von dem Und-Gatter negiert sein muss. Zusammen ergeben die beiden Und-Gatter ein Exklusiv-Oder-Gatter, das nur bei einem aktiven Eingang durchschaltet. Die gemeinsame Ausgangsleitung stellt die Differenz der Subtraktion in der Zweierdarstellung 2^1 = 2 dar. Der zweite Ausgang, auch Borger genannt, wird von dem ersten Und-Gatter-Ausgang entnommen. Dieser wird für die Subtraktion benutzt, wenn man eine größere Zahl von einer kleineren abzieht.

Variante 2

Folgende Voraussetzungen werden benötigt:

Technik/Redstone Grundmodule Redstone-Element Redstone-Signal Grund-Element (Redstone) Signal-Element (Redstone) Signalleitung (Redstone) Schaltkreise Schaltnetze
Schaltkreise/Logikgatter (Redstone) Schaltnetze/Addierer (Redstone)

Folgende Materialien werden benötigt:

1 Eisenblock 1 Goldblock 1 Diamantblock 1 Hebel 1 Redstone 1 Redstone-Fackel 1 Redstone-Verstärker 1 Klebriger Kolben 1 Schild (Schrift)

Dieser Halbsubtrahierer besteht aus einem Halbaddierer, bei dem der zweite Eingang negiert ist sowie alle Ausgänge. Mit dieser Bauart ist es möglich ebenfalls einen Halbsubtrahierer zu konstruieren. Hierbei wird ebenfalls der Minuend minus den Subtrahend gerechnet, welcher die Differenz sowie den Borger ergeben. Dabei ist der Ausgang für die Differenz mit dem Ausgang des Borgers in ein Nicht-Oder-Gatter geführt.

Diese Seite gehört zur Familie der Rechner-Techniken. Die folgenden Seiten gehören ebenfalls zu dieser Familie:

Halbaddierer => Redstone;

Volladdierer => Redstone;

Halbsubtrahierer => Redstone;

Vollsubtrahierer => Redstone;

Bitschieber => Redstone;

Addierwerk => Redstone, Befehle;

Subtrahierwerk => Redstone, Befehle;

Multiplizierwerk => Redstone, Befehle;

Dividierwerk => Redstone, Befehle;

Moduluswerk => Befehle;

Zahlenrechner => Redstone;

Rechenwerk => Redstone;

Rechner => Redstone;

@@ Zeile 1: / Zeile 1: @@
+{{Unterseite|gruppe=Schaltnetze|
-{{Achtung|Die Definition eines Halbsubtrahierer stimmt in diesen Artikel nicht, deswegen sind alle Äußerungen diesbezüglich mit Vorsicht zu genießen.}}
+{{Seitenkopf|dw=r}}
+}}
+Der '''Halbsubtrahierer''' ist im Aufbau ähnlich wie ein [[Halbaddierer (Redstone)|Halbaddierer]]. Er besteht aus einem Exklusiv-Gatter und einem Und-Gatter. Der Halbsubtrahierer besitzt zwei Ein- und Ausgänge, wobei Minuend minus Subtrahend gerechnet wird und dabei die Differenz und der Borger erhalten werden. Nicht alle Ausgangsvarianten sind mit einem Halbsubtrahierer möglich, dafür wird ein [[Vollsubtrahierer (Redstone)|Vollsubtrahierer]] benötigt, der aus zwei Halbsubtrahierern und einem Oder-Gatter besteht.
+Für eine ausführliche Erklärung der Subtraktion mit Halbsubtrahierern siehe [https://www.electronics-tutorials.ws/de/kombinations/binarer-subtrahierer.html electronics-tutorials.ws].
-{{Downloadwelt|RS}}
+{|class="centered"
-Der '''Halbsubtrahierer''' besteht aus einen Volladdierer oder Halbaddierer (Je nach Ausführung), der aber subtrahieren (abziehen) kann. Jedoch kann er nicht in den negativen Bereich rechnen, weshalb er auch nur ein "halber" Subtrahierer ist. Ein Vollsubtrahierer ist mit einen Zweikomplement ausgestattet, weshalb er dann auch in den negativen Zahlenbereich rechnen kann. Ein Halbsubtrahierer kann im Gegensatz zu einen Halbaddierer auch aus mehreren Volladdieren (Übertragaddierer) bestehen.
+|
+{|class="wikitable center hintergrundfarbe2"
+|+Subtraktion
+!a
+!b
+!d
+!bo
+|-
+!w
+!w
+|{{tc|ja|f}}
+|{{tc|geplant|f}}
+|-
+!w
+!f
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+|-
+!f
+!w
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+|{{tc|geplant|w}}
+|-
+!f
+!f
+|{{tc|ja|f}}
+|{{tc|geplant|f}}
+|}
+|}
+{{-}}
+{|class="centered"
+|
+{|class="wikitable center hintergrundfarbe2"
+|+Halbsubtrahierer
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+!B
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+!0
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+|-
+!1
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+|{{tc|geplant|0}}
+|-
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+|{{tc|geplant|0}}
+|}
+|}
+{{-}}
 == Variante 1 ==
-{{Voraussetzung|RS|der Halbsubtrahierer|
+{{Voraussetzung|
-*[[Redstone-Schaltkreise/Logikgatter|Logikgatter]]
+*[[Schaltkreise/Logikgatter (Redstone)]]
+|
-*[[Redstone-Schaltkreise/Halbaddierer|Halbaddierer]]
+* {{Gridbild|Eisenblock|link}}
+* {{Gridbild|Goldblock|link}}
+* {{Gridbild|Diamantblock|link}}
+* {{Gridbild|Hebel|link}}
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+* {{Gridbild|Redstone-Fackel|link}}
+* {{Gridbild|Redstone-Verstärker|link}}
+* {{Gridbild|Klebriger Kolben|link}}
+* {{Gridbild|Schild (Schrift)|link}}
 }}
+{{Bilderfolge|#1#2#3|Halbsubtrahierer (Redstone) Bild 1.|400px|list=1}}
-[[Datei:Redstone-Schaltkreise Halbsubtrahierer1Bild1.png|400px]]
-[[Datei:Redstone-Schaltkreise Halbsubtrahierer1Bild2.png|400px]]
-[[Datei:Redstone-Schaltkreise Halbsubtrahierer1Bild3.png|400px]]
+Der Halbsubtrahierer besteht in diesem Fall aus zwei Und-Gattern. Die zwei Eingänge (Minuend und Subtrahend) werden mit jedem Und-Gatter verbunden, wobei ein Eingang von dem Und-Gatter negiert sein muss. Zusammen ergeben die beiden Und-Gatter ein Exklusiv-Oder-Gatter, das nur bei einem aktiven Eingang durchschaltet. Die gemeinsame Ausgangsleitung stellt die Differenz der Subtraktion in der Zweierdarstellung <code>2^1 = 2</code> dar. Der zweite Ausgang, auch Borger genannt, wird von dem ersten Und-Gatter-Ausgang entnommen. Dieser wird für die Subtraktion benutzt, wenn man eine größere Zahl von einer kleineren abzieht.
-[[Datei:Redstone-Schaltkreise Halbsubtrahierer2Bild1.png|400px]]
-[[Datei:Redstone-Schaltkreise Halbsubtrahierer2Bild2.png|400px]]
-[[Datei:Redstone-Schaltkreise Halbsubtrahierer2Bild3.png|400px]]
-[[Datei:Redstone-Schaltkreise Halbsubtrahierer3Bild1.png|400px]]
-[[Datei:Redstone-Schaltkreise Halbsubtrahierer3Bild2.png|400px]]
-[[Datei:Redstone-Schaltkreise Halbsubtrahierer3Bild3.png|400px]]
-{{-}}
-Der Halbsubtrahierer besteht aus einen oder mehrerern Volladdierer und einen Halbaddierer, in der Mindestgröße benötigt der Halbsubtrahierer nur einen Halbaddierer. Um aus einen Volladdierer einen Halbsubtrahierer zu erstellen muss jeder zweite Eingang negiert werden (Eingang mit dem Smaragdblock). Der Übertrags-Ausgang (Carry-Out) des Halbaddierers wird mit dem Übertragseingang des ersten Volladdierers verbunden. Der erste Ausgang des Halbaddierers geht jedoch auch in den Übertragseingang des ersten Volladdierers und er muss danach noch negiert werden für den Ausgang. Nun muss noch der letzte und höchste Wert-Ausgang des Volladdierers negiert werden. Wenn das alles geschehen ist, ist der Halbsubtrahierer fertig. Jedoch muss immer mit dem ersten Eingang eines jeden Volladdierers begonnen werden, das heißt, man sollte, wenn man mit dem Halbsubtrahierer rechnen möchte, immer zuerst den Hebel mit dem Kohleblock aktivieren (Minuend), bevor man dann den Subtrahend angibt. Dieser Halbsubtrahierer kann nur subtrahieren, um einen Halbsubtrahierer zu konstruieren, der auch addieren kann siehe die zweite Variante. Man kann diesen Halbsubtrahierer beliebig vergrößern, jedoch muss man darauf achten das jeder weitere zweite Eingang negiert wurde und nur der erste und letzte Ausgang des Halbsubtrahierers negiert wird, alle dazwischen bleiben unverändert.
 == Variante 2 ==
-{{Voraussetzung|RS|der Halbsubtrahierer|
+{{Voraussetzung|
-*[[Redstone-Schaltkreise/Logikgatter|Logikgatter]]
+*[[Schaltkreise/Logikgatter (Redstone)]]
+*[[Schaltnetze/Addierer (Redstone)]]
-*[[Redstone-Schaltkreise/Halbaddierer|Halbaddierer]]
+|
+* {{Gridbild|Eisenblock|link}}
+* {{Gridbild|Goldblock|link}}
+* {{Gridbild|Diamantblock|link}}
+* {{Gridbild|Hebel|link}}
+* {{Gridbild|Redstone|link}}
+* {{Gridbild|Redstone-Fackel|link}}
+* {{Gridbild|Redstone-Verstärker|link}}
+* {{Gridbild|Klebriger Kolben|link}}
+* {{Gridbild|Schild (Schrift)|link}}
 }}
-{{Animation|Redstone-Schaltkreise Halbsubtrahierer1Animation1.png;
+{{Bilderfolge|#1#2#3|Halbsubtrahierer (Redstone) Bild 2.|400px|list=1}}
-Redstone-Schaltkreise Halbsubtrahierer1Animation2.png;
-Redstone-Schaltkreise Halbsubtrahierer1Animation1.png;
+Dieser Halbsubtrahierer besteht aus einem Halbaddierer, bei dem der zweite Eingang negiert ist sowie alle Ausgänge. Mit dieser Bauart ist es möglich ebenfalls einen Halbsubtrahierer zu konstruieren. Hierbei wird ebenfalls der Minuend minus den Subtrahend gerechnet, welcher die Differenz sowie den Borger ergeben. Dabei ist der Ausgang für die Differenz mit dem Ausgang des Borgers in ein Nicht-Oder-Gatter geführt.
-Redstone-Schaltkreise Halbsubtrahierer1Animation3.png;
-Redstone-Schaltkreise Halbsubtrahierer1Animation1.png;
-Redstone-Schaltkreise Halbsubtrahierer1Animation4.png;
-Redstone-Schaltkreise Halbsubtrahierer1Animation1.png;
-Redstone-Schaltkreise Halbsubtrahierer1Animation5.png;
-Redstone-Schaltkreise Halbsubtrahierer1Animation6.png;
-Redstone-Schaltkreise Halbsubtrahierer1Animation5.png;
-Redstone-Schaltkreise Halbsubtrahierer1Animation7.png;
-Redstone-Schaltkreise Halbsubtrahierer1Animation5.png;
-Redstone-Schaltkreise Halbsubtrahierer1Animation8.png;
-Redstone-Schaltkreise Halbsubtrahierer1Animation5.png|400px}}
-[[Datei:Redstone-Schaltkreise Halbsubtrahierer4Bild1.png|400px]]
-[[Datei:Redstone-Schaltkreise Halbsubtrahierer4Bild2.png|400px]]
-[[Datei:Redstone-Schaltkreise Halbsubtrahierer4Bild3.png|400px]]
-{{-}}
-Dieser Halbsubtrahierer kann addieren und subtrahieren. Er besitzt einen zusätzlichen Hebel (Goldblock), welcher noch die Rechenart umstellen kann. In der Animation sieht man einen Halbsubtrahierer, der drei Eingänge hat. Die zwei Bit-Eingänge (Kohle und Smaragdblock in der Animation) sind jeweils die Summanden oder Minuend und Subtrahend. Der dritte Eingang (Goldblock in der Animation) bestimmt ob eine Addition oder Subtraktion stattfinden soll (Rechenart-Leitung). Ein Subtrahierer ist im Grunde nur ein erweiteter Volladdierer. Wenn man einen Volladdierer gebaut hat, so muss man nun den zweiten Eingang mit einen Exklusiv-Oder koppeln. Das heißt, der Ausgang des Exklusiv-Oders wird an den zweiten Eingang des Volladdierers angeschlossen, der erste Eingang bleibt unberührt. Nun wird ein Eingang des Exklusiv-Oders als zweiter Eingang des Halbsubtrahierers behandelt. Der zweite Eingang des Exklusiv-Oders muss nun mit dem Hebel verbunden sein, welcher die Rechenart umstellt (+ oder -). Wenn das geschehen ist, so muss der Rechenart-Eingang noch mit dem Volladdierer direkt verbunden sein, mit dem sogenannten Carry-In. Das ist der Anschluss, welcher in der Animation ganz vorne beim Volladdierer zu sehen ist. Wenn dieser auch angeschlossen ist, so muss nun noch der letzte Ausgang vom Subtrahierer von der Wertigkeit am höchsten mit einen Und-Gatter verbunden sein. Wobei die Rechenartleitung negiert sein muss (keine Redstone-Fackel, da bei einen Und-Gatter normal beide Eingänge durch eine Redstone-Fackel unnegiert sind). Nun ist der Halbsubtrahierer fertig. Dieser Subtrahierer kann maximal 1 - 1 rechnen was 0 ergibt. Beim subtrahieren muss man jedoch beachten, das man immer die beiden Eingänge eines Subtrahierers subtrahiert, wenn man aber einen Subtrahierer aus mehreren Volladdierern baut, so werden immer die ersten Eingänge alle addiert und von den zweiten Eingängen subtrahiert. Man kann den Halbsubtrahierer beliebig erweitern, wodurch er auch größere Zahlen von kleineren abziehen kann. In der Animation wurde die einfachste Art gezeigt. Man kann auch ein Addierwerk zu einen Halbsubtrahierer erweitern. Dabei muss darauf geachtet werden, dass die Rechenart-Leitung stehts den letzten Ausgang des Ripple-Carry-Volldaddierers ansteuert (Und-Gatter inklusive), den ersten Carry-In Eingang ansteuert und jeweils immer der zweite Eingang des jeweiligen Volladdierers eines Ripple-Carrys durch ein Exklusiv-Oder gekoppelt ist. Dann kann man ihn nahezu beliebig erweitern.
-{{-}}
-[[Datei:Redstone-Schaltkreise Halbsubtrahierer5Bild1.png|400px]]
-[[Datei:Redstone-Schaltkreise Halbsubtrahierer5Bild2.png|400px]]
-[[Datei:Redstone-Schaltkreise Halbsubtrahierer5Bild3.png|400px]]
-[[Datei:Redstone-Schaltkreise Halbsubtrahierer5Bild4.png|400px]]
-[[Datei:Redstone-Schaltkreise Halbsubtrahierer5Bild5.png|400px]]
-{{-}}
-Wenn man den Halbsubtrahierer erweitert in dem man ein Addierwerk zu diesen ausbaut, erhält man die Möglichkeit größere Zahlen von einander abzuziehen. Bei dieser Ausführung wurden vier Halbsubtrahierer gekoppelt. Damit man hier erkennen kann welchen Wert man von einander abziehen kann wurden die Eingänge mit Kohle- und Smaragdblöcken markiert. Die Eingänge mit jeweils den gleichen Mineralblöcken werden bei Aktivierung addiert. Sobald man seinen Wert festgelegt hat, kann man nun die Eingänge des anderen Mineralblockes auswählen und nun den angegebenen Wert voneinander abziehen. Jedoch ist auch hier noch nicht möglich einen Subtraktion in die negativen Zahlen auszuführen.
 {{Unterseite|
+{{Technik-Familien|familie=rechner}}
-{{Navbox-Mechanismen|Rechenoperator}}
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