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Schaltnetze/Subtrahierer (Redstone,plus)

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Grid Redstone-Fackel.png
Definitions-Konflikt
Die Definition des Subtrahierers ist in diesem Artikel nicht ganz richtig, deswegen sind alle Äußerungen diesbezüglich mit Vorsicht zu genießen.
Gruppe: Grid Redstone-Verstärker.png
Schaltnetze

Grid Roter Sand blass.png mit Mechaniken

Grid Redstone.png mit Redstone

Grid Befehlsblock.png mit Befehlen

Die vorgestellte Technik kann in der Redstone-Welt angesehen werden.
                Hier:
Grid Redstone-Block.png mehr Redstone

Der Vollsubtrahierer besteht aus einem Halbsubtrahierer, der zusätzlich auch in den negativen Zahlenbereich rechnen kann. Damit das möglich ist, wird mit dem Zweierkomplement gerechnet. Das Zweierkomplement ermöglicht es mit reinen positiven Zahlen zu addieren und doch erzielt man dadurch eine negative Zahl. Das funktioniert so, man negiert die Zahl die man von einen Halbsubtrahierer bekommen würde, wenn dieser in den negativen Bereich kommt. Das heißt, man negiert alle Ausgänge und die neue Zahl muss dann noch um die Zahl eins erhöht werden. Dadurch kann man man in der Dualzahl-Rechenart obwohl man nur im positiven Bereich rechnet dennoch negative Zahlen errechnen. Dabei gibt es aber eine Doppelbelegung der Zahlen, wenn man das Minus nicht als solches kennzeichnet. Da ein Dekodierer in dem Fall das nicht erkennen kann.

Inhaltsverzeichnis

Variante 1[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Schaltnetze Subtrahierer (Redstone,plus) Animation 1.1.1.png Schaltnetze Subtrahierer (Redstone,plus) Animation 1.1.2.png Schaltnetze Subtrahierer (Redstone,plus) Animation 1.1.3.png Schaltnetze Subtrahierer (Redstone,plus) Animation 1.1.4.png Schaltnetze Subtrahierer (Redstone,plus) Animation 1.1.5.png

Dieser Vollsubtrahierer kann nur subtrahieren. Jedoch kann er im Gegensatz zum Halbsubtrahierer auch in den negativen Zahlenbereich rechnen. Hierfür gibt es eine extra Leitung die anzeigt, ob die Zahl negativ oder positiv ist, dies wird hier mit dem ganz rechts liegenden Diamant-Block dargestellt. Dieser Vollsubtrahierer kann nur subtrahieren. Wie bei dem Halbsubtrahierer wird jeder zweite Eingang negiert. Der erste Volladdierer (Beim Halbsubtrahierer war es der erste Halbaddierer) muss an seinen Übertrags-Eingang (Carry-In) negiert werden. Nun müssen die beiden Ausgänge der beiden Volladdierer in ein Exklusiv-Oder-Gatter geführt werden. Der zweite Eingang des jeweiligen Exklusiv-Oder-Gatters wird durch das invertierte Signal des letzten Carry-Outs der Volladdierers belegt. Gleichzeitig wird das negierte Signal an den ersten Halbaddierer angeschlossen (Zweierkomplement). Nun werden die Ausgänge der Exklusiv-Oder-Gatter an die jeweiligen Halbaddierer angeschlossen. Nun muss noch das gemeinsame Signal des letzten Halbaddierers (Übertrag) und der des letzten Volladdierers in ein Oder Gatter geführt werden und anschließend negiert werden. Dieser Ausgang stellt das Minus dar. Wenn man nun zum Beispiel 1 - 3 rechnet so erhält man -2.

Variante 2[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Schaltnetze Subtrahierer (Redstone,plus) Animation 2.1.1.png Schaltnetze Subtrahierer (Redstone,plus) Animation 2.1.2.png Schaltnetze Subtrahierer (Redstone,plus) Animation 2.1.3.png Schaltnetze Subtrahierer (Redstone,plus) Animation 2.1.4.png Schaltnetze Subtrahierer (Redstone,plus) Animation 2.1.5.png

Dieser Vollsubtrahierer kann subtrahieren und addieren. Dafür werden zusätzliche Leitungen und Gatter benötigt. Jeder zweite Eingang wird statt eines Nicht-Gatters mit einen Exklusiv-Oder-Gatter ausgestattet, dies erlaubt es zwischen dem negieren zu wechseln. Diese Exklusiv-Oder-Gatter werden nun mit der separaten Vorzeichen-Leitung verbunden. Für beide Zahlen gibt es ein Vorzeichen (+ -), deshalb werden die beiden Eingänge die das Vorzeichen symbolisieren an ein Halbaddierer angeschlossen. Die Vorzeichen-Leitung wird auch an den ersten Volladdierer angeschlossen. Nun führt die Vorzeichen-Leitung zu einen Oder-Gatter und zu einen Und-Gatter. Bei dem Oder-Gatter muss die Vorzeichen-Leitung negiert werden. Beim Und-Gatter ebenfalls (Redstone-Fackel weglassen). Beide Gatter werden nur von zwei Zuleitungen angesteuert. Von der Vorzeichen-Leitung und vom Carry-Out des letzten Volladdierers. Die beiden Gatter sorgen dafür dass die beiden Ausgänge für die Zahl vier und das Minus richtig ausgegeben werden. Vom Halbaddierer der die beiden Vorzeichen ausgibt gibt zusätzlich am Vorzeichen-Ausgang ein Signal. Nun werden die Ausgänge der Volladdierer mit Exklusiv-Oder-Gattern angeschlossen. Der andere Eingang der Exklusiv-Oder-Gatter werden mit der negierten Oder-Gatter Zuleitung von der Vorzeichen-Leitung angeschlossen. Diese Zuleitung muss negiert auch an den ersten Halbaddierer für das Zweierkomplement angeschlossen werden. Nun werden die Ausgänge der Exklusiv-Oder-Gatter an die entsprechenden Eingänge der Halbaddierer angeschlossen. Der Übertrag eines Halbaddierers wird wiederum an den nächsten Halbaddierer-Eingang angeschlossen. Der letzte Übertrag des Halbaddierers geht in ein Oder-Gatter, welches auch von dem Oder-Gatter der Vorzeichen-Leitung angesteuert wird. Dieser Ausgang des jetzigen Oder-Gatters, stellt das Minus dar. Nun geht es um das Und-Gatter welches mit dem Carry-Out des Volladdierers und der Vorzeichen-Leitung verbunden ist. Der Ausgang stellt hierbei die Zahl vier dar.


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