Übungen zu Gattern zur Umsetzung der von-Neumann-Architektur

Durch das Zusammenschalten von Logikgattern ist es uns gelungen, Elemente der von-Neumann-Architektur hardwarenah zu entwickeln. Schauen wir, ob es vielleicht irgendwo Probleme geben könnte.

1. Geben Sie die Elemente der von-Neumann-Architektur an, die wir hardwarenah aus Grundgattern entwickeln könnten.
2. Im Rechenwerk finden Berechnungen und Vergleiche mithilfe des Binärsystems statt.
   1. Informieren Sie sich über die Codierung positiver und negativer ganzer Zahlen. Erläutern Sie die Begriffe Einer- und Zweierkomplement.
   2. Begründen Sie, dass Computer bei der Additionen zweier positiver ganzer Zahlen eine negative Zahl erhalten können.
   3. Übertragen Sie das Java-Programm main.java in den Online-Java-Editor und testen Sie die Funktionalität für die Zahlen 0, 30, -4234 und 2147483645.
      Begründen Sie das Verhalten des Programms.
   4. Entwickeln Sie in DSimWeb je eine Schaltung für die Bildung des Einerkomplements und des Zweierkomplements einer 4-Bit breiten Binärzahl. 
      Analysieren Sie die Schaltung A.json. Ermitteln Sie, was diese Schaltung leistet.
   5. Johnny verfügt über den Befehl TST. Wiederholden Sie, worauf der Test erfolgt.
      Entwickeln Sie in DSimWeb je eine Schaltung für Testung eines Bits bzw. eines Bytes wie in Johnny. 
      Analysieren Sie die Schaltung B.json. Ermitteln Sie, was diese Schaltung leistet.