Ich möchte als Schulprojekt einen Taschenrechner aus Transistoren bauen. Könnte mir jemand eine Bauanleitung schicken. Danke in vorraus?
6 Antworten
Wieviel Zeit hast Du für das Schulprojekt? Kannst Du das in Stunden beziffern?
Machbar wird das Projekt, wenn Du die Zahl der Stellen einschränkst, und einige Dinge weglässt, die ein Taschenrechner macht.
Oder es wird machbar, wenn Du einen Arduino oder etwas ähnliches einsetzt.
Möglicherweise ist der Hauptzweck des Projektes, eine Vorstellung davon zu vermitteln, wie viel Arbeit hinter dem Entwurf des Chips auch nur für einen einfachen Taschenrechner steckt, von modernen Prozessoren ganz zu schweigen.
Taschenrechner wurden erst gebaut, als es Mikroprozessoren gab, nämlich den 4004 von Intel. Mit einzelnen Transistoren kommt man auf mehrere 100 , weil man aus Binärzahlen ja Dezimalzahlen für die Anzeige erzeugen muß und daraus wieder einen 7-Segmentcode für die Ziffern. Die jungen Leute haben keinen Begriff, was für ein Fortschritt nötig war, um das zu realisieren. Heute enthält ein Kaufhaus Rechner für 10€ viele Millionen Transistoren, ein USB-Stick einige Milliarden.
Den ersten Ein-Chip-Rechner gab es Mitte der 1970er Jahre von TELEFUNKEN in Kooperation mit Olympia. Das TFK-Marketing hat dies Produkt eingestellt, weil es angeblich keinen Markt dafür gab. Übrigens hatte TELEFUNKEN damals auch den ersten Mikroprozessor, der ebenfalls wegen des fehlenden Marktes eingestellt wurde. Die Rechte wurden in die USA verkauft. Beide Fehlentscheidungen jeweils eine Katastrophe.
Übrigens besitze ich einen Tischrechner, der die Grundrechenarten und Wurzelziehen beherrscht und eine Nixieröhrenanzeige hat. Dieser Tischrechner hat 25 Platinen von je Europakartengröße, alle Funktionen diskret aufgebaut, kein einziges IC. Er stammt von einem italienischen Hersteller. Schaltplan war nicht aufzutreiben. Das zeigt aber, dass es nicht so einfach ist, einen Taschenrechner diskret nachzubauen.
Das ist eine interessante und zugleich witzige Frage.
Zumal in IC sowieso hunderte Transistoren drinne sind. In Mikrocontrollern sind ebenso hundert tausende Transitoren.
Du müsstest also nur die passenden IC zusammen bauen und hättest einen Taschenrechner.
Ich kennen einen, der baute für ein Schulprojekt einen Rechner mit Relais.
Wenn du willst, kontaktiere mich per Kompliment oder Nachricht, dann vermittle ich dir dessen Kontakt.
Der muss ja nicht viel können, nur ein paar einfache aufgaben wie 10 plus 10 oder so. Wollten nemlich das grundprinzip zeigen.
Was ist Deine Vorbildung? Was kannst Du voraussetzen? Je nach klasse würde ich schon toll finden, wenn jemand einen Rechner baut, in dem man ein Register beschreiben kann und eine Addition durchführen kann, deren Resultat in einem weiteren Register landet.
Dann ist sofort die Frage: Wieviel Bit soll das Register haben? Ich würde mit 1, höchstens 2 Bit anfangen.
Wenn es nicht unbendingt einzelne Transistoren sein müssen, sondern auch ICs sein können, dann würde ich einen 4-Bit-Addierer aus Gattern und Registern zusammenbauen. Das wären viele Beinchen, aber sehr viel weniger Beine und Bausteine, mit denen ihr umgehen müsst, als wenn ihr wirklich alles mit Transistoren macht.
Mach mal eine Aufwandsabschätzung. Das geht einfach nicht sinnvoll. Du würdest 100e Transistoren verlöten müssen.
Rechnen wir doch mal 4 Transistoren pro Halbaddierer
Dann braucht er für eine Addition zweier 9stelliger Zahlen (30 Binärstellen) ca. 120 Transistoren.
Das würde sich aber nicht anfühlen wie ein TR, und er hätte nur eine Rechenart. Ein Register für Resultat und zweiten Parameter, wo er mit einem Takt das Resultat hinschreiben kann, dann sind wir bei ca 500 Transistoren....
und dann noch mehrere Rechenarten, dann sind wir in den 1000en.
Extrem untertrieben formuliert, was den materiellen Aufwand betrifft. Zu Zeiten, in denen man einfache Rechner mit Relais, Elektronenröhren oder in diskreter Transistortechnik realisierte belegen das. Der "R 300" z.B. füllte ganze Räume aus und bedurfte ausreichen Kühlung. Von der Energiebilanz und der Störanfälligkeit ganz zu schweigen.
LG