Un additionneur binaire

Supposons que nous voulions construire un appareil qui pourrait additionner deux bits binaires. Un tel dispositif est connu sous le nom de demi-additionneur, et son circuit de porte ressemble à ceci :

Le symbole Σ représente la sortie « somme » du demi-additionneur, le bit le moins significatif de la somme (LSB). C_out représente la sortie « carry » du demi-additionneur, le bit le plus significatif de la somme (MSB).

Si nous devions implémenter cette même fonction en logique à relais, cela ressemblerait à ceci :

L'un ou l'autre circuit est capable d'ajouter deux chiffres binaires ensemble. Les « règles » mathématiques sur la façon d'ajouter des bits sont intrinsèques à la logique câblée des circuits.

Si nous voulions effectuer une opération arithmétique différente avec des bits binaires, telle qu'une multiplication, nous devrions construire un autre circuit. Les conceptions de circuits ci-dessus n'accompliront qu'une seule fonction :ajouter deux bits binaires ensemble. Pour leur faire faire autre chose, il faudrait un recâblage et peut-être des composants différents.

En ce sens, les circuits arithmétiques numériques ne sont pas très différents des circuits arithmétiques analogiques (amplificateurs opérationnels) :ils font exactement ce pour quoi ils sont câblés, ni plus ni moins. Nous ne sommes cependant pas limités à la conception de circuits informatiques numériques de cette manière.

Il est possible d'intégrer les « règles » mathématiques pour toute opération arithmétique sous la forme de données numériques plutôt que dans des connexions câblées entre les portes. Le résultat est une flexibilité de fonctionnement sans précédent, donnant naissance à un tout nouveau type d'appareil numérique :l'ordinateur programmable .

Bien que ce chapitre ne soit en aucun cas exhaustif, il fournit ce que je pense être un regard unique et intéressant sur la nature des dispositifs informatiques programmables, en commençant par deux dispositifs souvent négligés dans les manuels d'introduction :les mémoires de table de consultation et machines à états finis .

FICHE DE TRAVAIL CONNEXE :

• Fiche de travail sur les circuits mathématiques binaires