Techniklexikon

Digitalrechner

Rechner zur Verarbeitung von Binärdaten (Daten). Aufgrund der einfachen Darstellbarkeit der Binärziffern 0 und 1 (Dualzahl) durch elektrische Werte (L-Pegel, H-Pegel) hat sich das Dualzahlensystem als die zweckmäßigste Form für die zu verarbeitenden Daten erwiesen. Da die Daten meistens in numerischer oder alphanumerischer Form vorliegen, werden sie vor ihrer eigentlichen Verarbeitung in eine binäre Form gebracht, und die Ausgangsdaten werden wieder, wenn notwendig, numerisch oder alphanumerisch dargestellt. Ein D. wird durch Programme gesteuert und besteht im wesentlichen aus einer Zentraleinheit, die mit ihrem Rechenwerk (ALU) die durch die Befehle des Programms geforderten arithmetischen und logischen Operationen ausführt, sowie aus Dateneingabe- und -ausgabeeinrichtungen, die einen bidirektionalen Datenfluß zwischen Zentraleinheit und Peripherie ermöglichen. D. sind universell zur Lösung unterschiedlichster Aufgaben einsetzbar, sofern das zu lösende Problem mathematisch formulierbar ist. Die Leistungsfähigkeit eines D., die sich unter anderem durch den Befehlsvorrat, die Speicherkapazität des Hauptspeichers, die Taktfrequenz (Takt) und die Anschlußmöglichkeiten für periphere Geräte ausdrückt, wird durch technische und ökonomische Aspekte begrenzt. Deshalb unterscheiden sich oft die D. für spezielle Anwendungen in ihren Parametern. Man kann die D. grob in 3 Kategorien einteilen: als wissenschaftlich-technische Rechner (Rechentechnik), als Datenverarbeitungsanlage (EDVA) und als Prozeßrechner für die Prozeßsteuerung in Echtzeit (Echtzeitverarbeitung). Mit der durch die ständige Steuerung der Integrationsgrade moderner Halbleiterspeicher und Mikroprozessoren erreichten stetigen Erhöhung der Funktionalität verwischen allerdings die Grenzen zwischen den einzelnen Kategorien. Moderne D. auf der Basis von Mikroprozessoren haben Verarbeitungsgeschwindigkeiten bis über 1 Mio Operationens, während die ersten D. mit Elektronenröhren nur etwa 100 Operationens ausführen konnten.