Rechnerarithmetik



Die Vorlesung behandelt fundamentale Algorithmen zur Durchführung arithmetischer Operationen in Digitalrechnern sowie typische Implementierungen dieser Algorithmen in Hardware. Dabei wird ein besonderer Schwerpunkt auf die effiziente Realisierung hinsichtlich der Signallaufzeit und damit der Verarbeitungsgeschwindigkeit gelegt, ebenso wird auf die Parallelisierbarkeit arithmetischer Operationen auf Bitebene eingegangen. Gegenstand der Vorlesung ist aber auch eine energie-effiziente Implementierung der Rechnerarithmetik.

Die Klasse der betrachteten Algorithmen umfasst die Addition, Subtraktion, Multiplikation und Division von Zahlen in Festkommadarstellung und Gleitkommadarstellung. Darüber hinaus werden Algorithmen zur Quadratwurzelbildung, Exponentiation, Logarithmierung und für verschiedene trigonometrische Funktionen betrachtet, insbesondere die wichtige Gruppe der CORDIC-Algorithmen. Neben den üblichen Standardzahlendarstellungen werden auch einige unkonventionelle Zahlensysteme besprochen.

Die Vorlesung richtet sich an Studierende im Hauptstudium Informatik (Diplom oder Lehramt an Gymnasien).