Eigenbau Binärrechner mit Murmeln

Unser Binärrechner beherrscht immerhin drei der vier Grundrechenarten und somit kann man damit gut veranschaulichen, wie komplex die Abläufe im Rechenwerk eines Prozessors sind. Was dort allerdings elektronisch abläuft, wird bei unserem Modell von mechanischen Wippen erledigt und unsere Bits sind rund und rot. Die Anwesenheit einer Murmel steht für eine binäre 1, ihre Abwesenheit für eine binäre “0”.

Die einfachste Funktion der Maschine ist das Zählen. Dazu wirft man eine beliebige Anzahl von Murmeln oben in das ganz rechte Loch. Dann betätigt man den Schieber am unteren Rand der Maschine, so dass er einrastet. Oberhalb des Schiebers liegen nun Murmeln, die als Binärzahl gelesen die Anzahl der eingeworfenen Murmeln angibt.

Genauso kann die Maschine auch addieren. Dazu denkt man sich zwei Zahlen aus. Auf der Tabelle oberhalb der Maschine kann man sehen, was diese Zahlen im Binärsystem sind. Nun muss der obere Schieber geschlossen und die erste Zahl rechtbündig in die Löcher gelegt werden. Dann wird der Schieber kurz geöffnet und die Murmeln so in den Rechner befördert. Nun wird die zweite Zahl rechtsbündig aufgelegt und ebenso in die Maschine eingegeben. Nun beginnt sofort die Berechnung. Man kann auch weitere Zahlen addieren. Am Ende wird der untere Schieber wieder eingerastet und man kann das Resultat ablesen.

Die Maschine kann auch subtrahieren und multiplizieren. Das ist allerdings ein wenig kniffelig und man braucht ein paar Tricks dafür. Wir können das aber gerne vorführen.

Binärstellen6 + Übertrag
FunktionenBinär zählen, addieren, (per Zweierkomplement) subtrahieren, multiplizieren

Rechenhilfsmittel

Zustand:
sehr gut

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