Question d'origine :
Comment une calculatrice électronique fonctionne t'elle ? Par où passe le chiffre, où se passe le calcul ? quels sont les composants électroniques qui exécutent toutes ces fonctions?
Merci
Réponse du Guichet
bml_sci
- Département : Sciences et Techniques
Le 25/10/2014 à 15h26
La réponse n'est pas simple et nécessitera que vous mettiez les mains dans le cambouis.
DE PLUS, n'étant pas équipés, nous vous laissons le soin de vérifier la véracité des propos ci-dessous. Néanmoins, nous nous sommes restreints à des publications sérieuses comme celle du professeur Pierre Alauzet.
Le but premier de ce TP est la réalisation d'une calculatrice simplifiée de type traditionnelle, se limitant aux seules opérations d'addition (les soustractions, tests arithmétiques et de décalages arithmétiques sont en théorie possible, nous n'avons pas tester ces cas la !).
On devra donc créer différentes entités :
1. des boutons poussoirs,
2. un générateur d'instruction
3. et un décodeur pour l'unité de commande ;
4. un banc à 4 registres
5. et un UAL simplifié pour l'unité d'exécution ;
6. un transcodeur pour l'affichage.
Pour cela, nous utiliserons la description VHDL et la représentation de circuits par schémas logiques.
source : Réalisation d'une Calculatrice (document pdf)
Nous vous laissons le soin de lire la suite.
Par ailleurs, les calculatrices les plus simples permettent de réaliser les quatre opérations, à savoir, addition, multiplication, soustraction et division.
Dans le cas de l'addition, on peut trouver un
Un additionneur est un circuit logique permettant de réaliser une addition. Ce circuit est très présent dans les ordinateurs pour le calcul arithmétique mais également pour le calcul d'adresses, d'indice de tableau dans le processeur.
On dénombre deux types d'additionneurs : parallèle (circuit combinatoire) et série (circuit séquentiel). Dans la classe des additionneurs parallèles, nous décrirons ici ceux à propagation de retenue et ceux à retenue anticipée.
source : Wikipédia
Si l'envie vous prend de pousser plus loin, nous vous conseillons la lecture des Montages autour d'une calculatrice de Robert Knoerr.
Nous laissons l'éditeur vous présenter l'ouvrage : "la calculatrice électronique de poche, présente dans tous les foyers depuis la démocratisation de son prix, peut constituer la base de très intéressants montages. On exploite non seulement son affichage, mais aussi ses possibilités de calcul. Une introduction à la logique digitale facilite la compréhension du fonctionnement des montages proposés : indicateur de vitesse pour réseaux ferroviaire et circuits routiers, compteur téléphonique, minuterie pour joueurs d'échecs, chronomètre de précision, fréquencemètre, compte-tours digital de précision, etc."
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Pour en savoir plus sur le développement des premières calculatrices électroniques :
* Histoire succincte des calculatrices électroniques (Wikipédia).
* Introduction aux calculatrices électroniques numériques (document pdf), document de l'UNESCO daté de 1959.
Pour aller plus loin :
* Bit après bit : numération, arithmétique binaire, logique combinatoire de Jean-Jacques Mercier.
* Réalisation d'une calculatrice grâce au logiciel Crocrodile Clips (document pdf)
Enfin, pour vous distraire, nous vous conseillons :
* Comment jouer avec votre calculatrice de poche d'Elie Vannier ;
* 50 jeux avec votre calculatrice électronique d'Edwin Schlossberg et John Brockman.
DANS NOS COLLECTIONS :
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